基於Cadence Allegro的FPGA高速闆卡設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• Cadence Allegro
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• 高速電路設計
• PCB設計
• 信號完整性
• 電源完整性
• 高速闆卡
• 電子設計
• FPGA開發
• PCB布局布綫

店鋪： 讀買天下圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121341120

商品編碼：29761374845

商品基本信息，請以下列介紹為準
商品名稱：	基於Cadence Allegro的FPGA高速闆卡設計
作者：	深圳市英達維諾電路科技有限公司
定價：	79.0
齣版社：	電子工業齣版社
齣版日期：	2018-05-01
ISBN：	9787121341120
印次：
版次：	1
裝幀：	平裝-膠訂
開本：	16開

內容簡介

本書以Cadence公司目前的主流版本Allegro16.6工具為基礎，詳細介紹瞭基於FPGA的高速闆卡PCB設計的整個流程。其中的設計方法和設計技巧更是結閤瞭筆者多年的設計經驗。全書共18章，主要內容除瞭介紹軟件的一些基本作和技巧外，還包括高速PCB設計的精華內容，如層疊阻抗設計、高速串行信號的處理、射頻信號的PCB設計、PCIe的基礎知識及其金手指的設計要求，是在規則設置方麵結閤案例做瞭具體的分析和講解。本書結閤具體的案例展開，其內容旨在告訴讀者如何去做項目，每個流程階段的設計方法是怎樣的，哪些東西該引起我們的注意和重視，一些重要的模塊該如何去處理等。結閤實際的案例，配閤大量的圖錶示意，並配備實際作視頻，力圖針對該闆卡案例，以*直接、簡單的方式，讓讀者更快地掌握其中的設計方法和技巧，因此實用性和專業性強。書中的技術問題及後期推齣的一係列增值視頻，會通過論壇（www.dodopcb.com)進行交流和公布，讀者可交流與下載。

目錄

目錄 1.1 OrCAD導齣Allegro網錶 1.2 Allegro 導入OrCAD網錶前的準備 1.3 Allegro導入OrCAD網錶 1.4 放置元器件 1.5 OrCAD導齣Allegro網錶常見錯誤解決方法 1.5.1 位號重復 1.5.2 未分配封裝 1.5.3 同一個Symbol中齣現Pin Number重復 1.5.4 同一個Symbol中齣現Pin Name重復 1.5.5 封裝名包含非法字符 1.5.6 元器件缺少Pin Number 1.6 Allegro導入OrCAD網錶常見錯誤解決方法 1.6.1 導入的路徑沒有文件 1.6.2 找不到元器件封裝 1.6.3 缺少封裝焊盤 1.6.4 網錶與封裝引腳號不匹配 第2章 LP Wizard和Allegro創建封裝 2.1 LP Wizard的安裝和啓動 2.2 LP Wizard軟件設置 2.3 Allegro軟件設置 2.4 運用LP Wizard製作SOP8封裝 2.5 運用LP Wizard製作QFN封裝 2.6 運用LP Wizard製作BGA封裝 2.7 運用LP Wizard製作Header封裝 2.8 Allegro元件封裝製作流程 2.9 導齣元件庫 2.10 PCB上更新元件封裝 第3章 快捷鍵設置 3.1 環境變量 3.2 查看當前快捷鍵設置 3.3 Script的錄製與快捷鍵的添加 3.4 快捷鍵的常用設置方法 3.5 skill的使用 3.6 Stroke錄製與使用 第4章 Allegro設計環境及常用作設置 4.1 User Preference常用作設置 4.2 Design Parameter Editor參數設置 4.2.1 Display選項卡設置講解 4.2.2 Design選項卡設置講解 4.3 格點的設置 4.3.1 格點設置的基本原則 4.3.2 Allegro格點的設置方法及技巧 第5章 結構 5.1 手工繪製闆框 5.2 導入DXF文件 5.3 重疊頂、底層DXF文件 5.4 將DXF中的文字導入到Allegro 5.5 Logo導入Allegro 5.6 閉閤的DXF轉換成闆框 5.7 不閉閤的DXF轉換成闆框 5.8 導齣DXF結構圖 第6章 布局 6.1 Allegro布局常用作 6.2 飛綫的使用方法和技巧 6.3 布局的工藝要求 6.3.1 特殊元件的布局 6.3.2 通孔元件的間距要求 6.3.3 壓接元件的工藝要求 6.3.4 相同模塊的布局 6.3.5 PCB闆輔助邊與布局 6.3.6 輔助邊與母闆的連接方式：V-CUT和郵票孔 6.4 布局的基本順序 6.4.1 整闆禁布區的繪製 6.4.2 交互式布局 6.4.3 結構件的定位 6.4.4 整闆信號流嚮規劃 6.4.5 模塊化布局 6.4.6 主要關鍵芯片的布局規劃 第7章 層疊阻抗設計 7.1 PCB闆材的基礎知識 7.1.1 覆銅闆的定義及結構 7.1.2 銅箔的定義、分類及特點 7.1.3 PCB闆材的分類 7.1.4 半固化片（prepreg或pp）的工藝原理 7.1.5 pp（半固化片）的特性 7.1.6 pp（半固化片）的主要功能 7.1.7 基材常見的性能指標 7.1.8 pp（半固化片）的規格 7.1.9 pp壓閤厚度的計算說明 7.1.10 多層闆壓閤後理論厚度計算說明 7.2 阻抗計算（以一個8層闆為例） 7.2.1 微帶綫阻抗計算 7.2.2 帶狀綫阻抗計算 7.2.3 共麵波導阻抗計算 7.2.4 阻抗計算的注意事項 7.3 層疊設計 7.3.1 層疊和阻抗設計的幾個階段 7.3.2 PCB層疊方案需要考慮的因素 7.3.3 層疊設置的常見問題 7.3.4 層疊設置的基本原則 7.3.5 什麼是假8層 7.3.6 如何避免假8層 7.4 fpga高速闆層疊阻抗設計 7.4.1 生益的S1000-2闆材參數介紹 7.4.2 fpga闆層疊確定 7.4.3 Cross Section界麵介紹 7.4.4 12層闆常規層壓結構 7.4.5 PCIe闆卡各層銅厚、芯闆及p

《FPGA高速硬件設計實踐：從原理到落地》 內容簡介 本書旨在為讀者提供一套係統、全麵的FPGA高速硬件設計方法論和實踐指南，涵蓋從設計原理、技術選型到具體落地實現的全過程。我們聚焦於當前FPGA技術在高速數據處理、通信、嵌入式係統等領域的應用需求，深入剖析高速硬件設計的關鍵挑戰，並提供切實可行的解決方案。本書內容側重於實際操作和工程經驗的傳授，而非僅限於理論的堆砌，力求讓讀者能夠真正掌握FPGA高速硬件設計的核心技能，並將其應用於實際項目中。 第一部分：FPGA高速硬件設計基礎與原理 本部分將為讀者打下堅實的FPGA高速硬件設計基礎。我們將從FPGA器件的架構和基本原理入手，詳細介紹其在高速信號處理中的優勢和局限性。 FPGA器件架構深度解析： 可編程邏輯單元（CLB/LE）的精細剖析： 深入探討LUT（查找錶）、觸發器（Flip-Flop）、復用器（Multiplexer）等基本組件的結構和功能，理解其如何實現組閤邏輯和時序邏輯。我們將分析不同FPGA廠商（如Xilinx、Intel/Altera）在CLB/LE設計上的差異，以及這些差異對設計效率和性能的影響。 時鍾管理單元（MMCM/PLL）的應用： 詳細講解MMCM（Mixed-Mode Clock Manager）和PLL（Phase-Locked Loop）的工作原理，以及它們在生成、分頻、倍頻、延遲補償等方麵的作用。我們將通過實例說明如何利用這些模塊構建穩定可靠的時鍾係統，以滿足高速信號的時序要求。 DSP Slice/Block的特性與優化： 深入研究FPGA內嵌的DSP（Digital Signal Processing）單元，理解其在乘法器、加法器、纍加器等運算上的高效性。我們將分析如何在設計中充分利用DSP Slice來加速信號處理算法，並提供優化策略，例如流水綫設計、並行計算等。 Block RAM/Distributed RAM的存儲機製： 講解FPGA內部RAM的兩種主要形式，以及它們在存儲數據、實現FIFO（First-In, First-Out）、緩存等方麵的應用。我們將探討不同RAM配置（單端口、雙端口、僞雙端口）的性能特點，以及如何根據設計需求進行選擇和優化。 高速IO接口（HPCMA/GTH/GTX等）的原理與應用： 聚焦於FPGA支持的各種高速串行通信接口，如SerDes（Serializer/Deserializer）技術。詳細闡述其數據編碼、時鍾恢復、均衡技術等核心原理，並結閤實際應用場景，講解如何配置和使用這些接口來連接外部高速器件。 高速信號完整性（SI）基礎： 阻抗匹配與反射： 深入講解傳輸綫理論，包括特性阻抗、RLC模型等，並解釋阻抗不匹配如何導緻信號反射，從而影響信號質量。我們將介紹不同的匹配技術，如端接匹配（串聯、並聯）、分支匹配等，並給齣應用指南。 串擾（Crosstalk）與耦閤： 分析相鄰信號綫之間的電磁耦閤現象，即串擾，及其對信號完整性的影響。我們將討論串擾的産生機製，以及如何通過布局布綫、差分信號、接地設計等方法來減小串擾。 信號衰減與損耗： 探討信號在傳輸過程中遇到的各種損耗，包括介質損耗、導體損耗等，並分析其在高頻下的嚴重性。我們將介紹信號衰減對眼圖的影響，以及如何通過信號衰減補償技術（如均衡器）來改善信號質量。 電源完整性（PI）的重要性： 強調電源係統對高速硬件設計的關鍵性。我們將講解電源噪聲、去耦電容的選擇與布局、電源網絡的阻抗等概念，以及如何設計一個穩定可靠的電源係統來支持FPGA的高速運行。 時序約束與靜態時序分析（STA）： 時序模型與傳播延遲： 詳細講解時序路徑的概念，包括寄存器到寄存器、輸入到寄存器、寄存器到輸齣等。深入理解組閤邏輯延遲、寄存器延遲、時鍾歪斜（Clock Skew）、時鍾抖動（Clock Jitter）等對時序的影響。 建立時間（Setup Time）與保持時間（Hold Time）： 詳細闡述數據在時鍾沿到來前後需要滿足的建立時間和保持時間要求，以及違例（Violations）的後果。 靜態時序分析（STA）流程與工具： 介紹使用EDA工具（如Vivado、Quartus Prime）進行STA的基本流程，包括約束文件的編寫、時序報告的解讀、關鍵路徑的識彆與優化。我們將提供常見STA違例的分析方法和解決方法。 高級時序約束技術： 講解多時鍾域交叉（CDC）處理、時鍾延遲、僞路徑（False Path）和多周期路徑（Multi-Cycle Path）的約束，以及如何精確控製設計中的時序行為。 第二部分：FPGA高速硬件設計實現技術 本部分將側重於FPGA高速硬件設計的具體實現方法和技術，指導讀者如何將理論知識轉化為實際可運行的設計。 HDL語言的高效應用： Verilog/VHDL在高速設計中的最佳實踐： 重點關注在高速場景下，如何編寫高效、可綜閤的HDL代碼。我們將分析如何避免産生亞穩態（Metastability）、如何優化組閤邏輯深度、如何實現流水綫設計以提高吞吐量。 RTL（Register Transfer Level）設計原則： 強調自頂嚮下、模塊化、層次化的設計理念。我們將講解如何閤理劃分設計模塊，定義清晰的接口，以及如何通過模塊復用來提高設計效率。 狀態機（Finite State Machine, FSM）的設計與優化： 演示同步FSM和異步FSM的設計方法，以及如何對其進行編碼優化，例如使用one-hot編碼來避免狀態轉移時的競爭冒險。 流水綫（Pipeline）技術在提升吞吐量中的應用： 詳細介紹流水綫設計的原理，包括如何將復雜的計算任務分解為多個階段，通過並行處理來提高數據處理速率。我們將通過具體實例展示如何設計和實現高效的流水綫結構。 並發與並行處理的HDL實現： 講解如何在HDL中利用語言的並發特性來實現並行計算，例如使用generate語句、always塊的並行執行等，以充分發揮FPGA的並行處理能力。 IP核（IP Core）的集成與開發： 商用IP核的評估與選型： 介紹市場上常見的FPGA IP核供應商及其産品，分析如何根據項目需求評估IP核的功能、性能、接口、授權等因素。 IP核的集成與調試： 演示如何將第三方IP核集成到自己的設計中，包括接口匹配、參數配置、仿真驗證等關鍵步驟。 自研IP核的設計流程： 指導讀者如何從零開始設計可復用的IP核，包括需求分析、架構設計、HDL編碼、仿真驗證、IP封裝等。我們將重點關注IP核在高速接口、算法加速等方麵的應用。 高速接口協議的實現： PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）接口設計： 深入講解PCIe協議的層次結構（物理層、數據鏈路層、事務層），以及如何基於FPGA實現PCIe接口的PHY（Physical Layer）和控製器。我們將探討PCIe的事務模型、TLP（Transaction Layer Packet）格式、CRC校驗等，並給齣實際設計中的配置與開發建議。 DDR（Double Data Rate）內存接口設計： 講解DDR SDRAM（Synchronous Dynamic Random-Access Memory）的工作原理，包括時序、命令、地址、數據總綫等。我們將重點介紹如何基於FPGA實現DDR控製器的設計，以及如何進行DDR接口的參數配置、時序約束和性能優化。 以太網（Ethernet）高速接口設計： 聚焦於10GbE、40GbE等高速以太網接口的FPGA實現。我們將分析以太網幀結構、MAC層協議、PCS（Physical Coding Sublayer）/PMA（Physical Medium Attachment）層，並介紹如何利用FPGA實現高速以太網的發送和接收模塊。 硬件仿真與邏輯綜閤： 仿真環境的搭建與測試嚮量設計： 講解如何搭建高效的仿真環境，包括選擇閤適的仿真工具、編寫測試平颱（Testbench）、設計全麵的測試嚮量以覆蓋各種功能和異常情況。 行為級仿真、RTL級仿真與門級仿真： 闡述不同仿真級彆的特點和應用場景，以及如何通過多級仿真來逐步驗證設計的正確性。 邏輯綜閤（Logic Synthesis）過程詳解： 介紹邏輯綜閤的基本原理，包括HDL到網錶（Netlist）的轉換、資源優化、時序優化等。我們將分析綜閤工具的選項和策略，以及如何通過約束文件來指導綜閤過程。 布局布綫（Place and Route）與時序收斂： 講解布局布綫的工作流程，包括將邏輯單元映射到FPGA物理資源、連接這些單元的布綫。重點介紹如何通過迭代優化來解決時序違例，實現時序收斂。 第三部分：FPGA高速硬件設計的工程實踐與優化 本部分將提升讀者在實際工程項目中的應用能力，關注設計過程中的關鍵決策、問題排查與性能優化。 高速PCB闆級設計考量： 高速信號的PCB布局布綫規則： 詳細闡述FPGA與外部高速器件（如DDR內存、光模塊、高性能DAC/ADC）之間的PCB布局布綫規則。我們將討論信號綫的長度匹配、差分對走綫、過孔（Via）的設計、電源平麵和地平麵的設計等。 電源分配網絡（PDN）設計： 強調PDN設計的重要性，包括如何選擇閤適的去耦電容、設計電源過孔、保證電源的低阻抗，以支持FPGA的高速功耗需求。 信號完整性與電源完整性在PCB上的實現： 結閤PCB設計工具，演示如何通過實際的PCB設計來解決信號完整性和電源完整性問題。我們將分析PCB疊層設計、阻抗控製、信號迴流路徑等。 封裝與散熱設計： 討論FPGA器件封裝類型對信號完整性和散熱的影響，以及如何進行閤理的散熱設計以保證器件的穩定工作。 係統調試與問題排查： 硬件調試工具的應用： 介紹邏輯分析儀、示波器、電源分析儀等硬件調試工具的使用方法，以及如何利用它們來捕獲和分析高速信號。 FPGA內部調試技術（ChipScope/ILA）： 詳細講解FPGA廠商提供的內部邏輯分析儀（如Xilinx ILA, Intel SignalTap）的使用技巧，包括如何捕獲內部信號、設置觸發條件、分析調試數據。 常見高速硬件設計問題的診斷與解決： 總結實際項目中遇到的典型高速硬件問題，例如信號誤碼、時鍾不穩定、電源失效、接口不通等，並提供係統的診斷思路和解決方案。 性能優化與功耗管理： 設計優化策略： 總結各種性能優化手段，包括流水綫技術、並行處理、算法優化、資源共享等，並分析它們在不同場景下的適用性。 降低功耗的技術： 探討FPGA功耗的産生機製，並介紹降低功耗的各種方法，如時鍾門控（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）、低功耗模式應用、資源優化等。 麵積優化與資源利用率的平衡： 討論如何在性能、功耗和資源利用率之間進行權衡，並提供優化設計的策略。 項目管理與流程化開發： 版本控製與團隊協作： 強調使用版本控製係統（如Git）進行代碼管理和團隊協作的重要性。 文檔規範與可維護性： 講解如何編寫清晰的設計文檔、用戶手冊和測試報告，以保證項目的可維護性和可追溯性。 敏捷開發方法在FPGA項目中的應用： 探討如何將敏捷開發理念應用於FPGA項目，提高開發效率和響應速度。 本書的每一章都將包含大量的工程實例、代碼片段和圖錶，力求將抽象的概念具象化，幫助讀者更直觀地理解和掌握相關知識。通過本書的學習，讀者將能夠獨立完成復雜的高速FPGA硬件設計項目，並具備解決實際工程問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值在於其對“實際工程實現”的強調，而不是停留在晦澀難懂的電磁場理論的象牙塔裏。我尤其欣賞作者在討論高速設計時，總是能巧妙地將復雜的物理現象，如串擾（Crosstalk）和反射（Reflection），轉化為工程師可以在Cadence Allegro環境中直觀操作的參數和約束條件。例如，書中詳述瞭如何利用Allegro的Design Constraints Manager（DCM）來精確設定差分對的相位裕度和綫寬/綫距要求，並且配有大量的截圖和詳細的步驟說明，這對於實操人員來說簡直是福音。很多市麵上的書籍往往理論很足，但一到軟件操作層麵就含糊其辭，導緻讀者學瞭“是什麼”卻不知道“怎麼做”。而這本書完美地彌補瞭這一空白，它像一本操作手冊，但又比單純的操作手冊多瞭對背後設計哲學的深度剖析，讀起來既有實操的快感，又有理論提升的滿足感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的文字風格是那種沉穩、內斂中透露齣自信的筆調，沒有過度煽情的描述，每一句話似乎都經過瞭嚴謹的推敲和反復的驗證。我個人非常欣賞它在處理設計權衡（Trade-offs）問題時的客觀態度。比如，在介紹電源網絡設計時，它詳細對比瞭T-Topology和Star-Topology在不同負載條件下的優劣，並且沒有武斷地宣布“哪一個最好”，而是引導讀者根據具體的功耗預算和闆級空間限製來做齣最優選擇。這種不偏不倚、注重方法論的敘述方式，培養的是工程師的批判性思維，而不是簡單的知識接收。這種“授人以漁”的教育方式，遠比直接給齣固定答案要寶貴得多，特彆是麵對未來不斷迭代更新的FPGA芯片和更高速度的標準時，掌握這種分析問題的框架比記住特定參數值重要一萬倍。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常抓人眼球，那深邃的藍色背景搭配著電路闆的綫條勾勒齣的復雜結構，一下子就把人帶入瞭那種精密、嚴謹的電子設計世界。我一直對高速信號完整性（SI）和電源完整性（PI）這兩個話題深感興趣，尤其是如何將理論知識轉化為實際可行的PCB布局。這本著作，從宏觀的係統架構選擇，到微觀的層疊設計、阻抗控製，給齣瞭一個非常係統化的流程。它不僅僅是簡單地羅列瞭規則，而是深入探討瞭為什麼某些設計決策是必需的，例如，在多層闆中如何平衡信號走綫長度匹配與電源/地平麵劃分的衝突。對於初學者來說，它像一位經驗豐富的導師，手把手地引你走過從原理圖輸入到最終Gerber輸齣的每一步，避免瞭那些新手常犯的“低級錯誤”。特彆是它對特定封裝（比如BGA）的去耦電容布局策略的講解，非常到位，直接關係到芯片上電瞬態的穩定性和高頻噪聲的抑製效果，這一點我體會頗深，感覺讀完之後，我對“闆級仿真”的重要性有瞭全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

對於那些希望從“能把闆子搭起來”的初級階段，躍升到“能設計齣穩定、可靠、可量産的高速係統”的進階階段的工程師來說，這本書無疑是一劑強心針。它詳盡描述瞭從設計初期到後期驗證的閉環過程。我發現它對後仿真（Post-Layout Simulation）的解讀特彆到位，不僅僅是告訴你如何跑S-Parameter提取，更重要的是如何解讀那些復雜的眼圖（Eye Diagram）和時域/頻域的分析結果，以及如何將這些結果反饋到Allegro進行修正，形成一個良性循環。這種對整個設計生命周期的覆蓋，使得這本書的內容價值非常高，因為它涵蓋瞭項目從概念驗證到批量生産中所有關鍵的質量控製點。這本書真正做到瞭將FPGA係統設計所需的硬件、軟件工具和設計理念三者有機地結閤起來，是近期我閱讀過的技術書籍中最具深度和實戰價值的一部作品。

評分☆☆☆☆☆

閱讀體驗上，這本書的結構布局處理得相當精妙，邏輯遞進自然流暢，絲毫沒有那種為瞭湊字數而堆砌內容的痕跡。它從最基礎的闆框定義和元器件封裝管理講起，逐步深入到高速串行接口（如PCIe或SATA）的布綫策略，最後落腳到生産製造（DFM）的考量。最讓我驚喜的是，作者似乎對國內FPGA設計工程師的痛點有著深刻的理解，書中專門闢齣一個章節討論瞭如何處理混閤信號區域的EMC/EMI問題，給齣瞭非常實用的屏蔽和濾波方案。這種前瞻性和實用性，使得這本書超越瞭一般的EDA工具使用指南的範疇，更像是一本針對高性能計算和數據中心應用領域的高級設計參考書。對於那些經常需要與信號完整性分析師打交道的硬件工程師而言，這本書提供的語言和方法論，無疑會大大提升跨部門溝通的效率和準確性。