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Cadence高速電路板設計與仿真(第6版)——信號與電源完整性分析

( 簡體 字)
作者:周潤景,任自鑫類別:1. -> 電子工程 -> 電路設計 -> Cadence
譯者:
出版社:電子工業出版社Cadence高速電路板設計與仿真(第6版)——信號與電源完整性分析 3dWoo書號: 51343
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NT定價: 440
折扣價: 414

出版日:6/1/2019
頁數:412
光碟數:0
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印刷:語系: ( 簡體 版 )
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ISBN:9787121367779
作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證)
作者序:

譯者序:

前言:

序 言
Allegro PCB產品是Cadence公司在PCB設計領域的旗艦產品,因其功能強大、易學易用,得到了廣大電子工程師的厚愛。
Allegro PCB產品涵蓋了完整的PCB設計流程,包括電路圖輸入、PCB編輯及布線、PCB板級系統電源完整性及信號完整性分析、PCB設計制造分析,以及PCB制造輸出等。
電子工程領域的PCB設計有難有易,Cadence公司為了適應不同的市場需求,分別提供如下幾個集成的、從前端到后端的Allegro PCB設計解決方案,幫助用戶應對不同設計的要求。
? Allegro OrCAD系列:滿足主流用戶PCB設計要求。
? Allegro L系列:適用于對成本敏感的小規模到中等規模的團隊,同時具有隨著工藝復雜度增加而伸縮的靈活性。
? Allegro XL/GXL系列:滿足先進的高速、約束驅動的PCB設計,依托Allegro具有鮮明特點的約束管理器管理解決方案,能夠跨設計流程同步管理電氣約束,如同一個無縫的過程。
面對日益復雜的高速PCB設計要求,Cadence公司的上述產品包提供的都是一個統一且集成的設計環境,能夠讓電子工程師從設計周期開始到布線持續解決高速電路設計問題,以提高電子工程師的設計效率。
由于Allegro PCB軟件功能強大,本書的作者周潤景教授總結了多年的Allegro平臺工具教學和使用心得,在結合《Cadence高速電路板設計與仿真》前5版經驗的基礎上,特意將Allegro PCB拆分成兩本書來寫,即《Cadence高速電路板設計與仿真(第6版)—原理圖與PCB設計》和《Cadence高速電路板設計與仿真(第6版)—信號與電源完整性分析》,以滿足不同層級讀者的需要。這兩本書分別以PCB物理設計及PCB分析為出發點,圍繞Allegro PCB這個集成的設計環境,按照PCB最新的設計流程,通俗易懂地講解利用Allegro PCB軟件實現高速電路設計的方法和技巧。
作為Cadence Allegro/OrCAD在中國的合作伙伴,我向各位讀者推薦此書作為學習Allegro/OrCAD的桌面參考書。
北京迪浩永輝技術有限公司技術經理 王鵬

前 言
隨著現代科學技術的飛速發展,器件的集成度大規模提高,同時各類數字器件的信號沿越來越陡,已經可以達到納秒(ns)級,甚至更小。如此高速的信號切換對于系統設計者而言,需要考慮在低頻電路設計中所不需要考慮的信號完整性(Signal Integrity)問題,如延時、串擾、反射及傳輸線之間的耦合情況等。同時,許多系統的工作頻率也很高,達到數百兆赫茲(MHz)甚至吉赫茲(GHz),以適應人們對于大量數據的處理需求,如圖像數據處理、音頻處理等。這就要求在電路設計中要仔細研究所有可能導致信號完整性的因素和條件,并且在完成PCB設計前將這些問題加以完善解決,這樣可以及時發現問題并加以修正,提高系統的工作性能,縮短系統的研發周期,減少系統的投入,提高產品的競爭力。從廣義上講,信號完整性問題主要包括延時、反射、串擾、同步開關噪聲(SSN)和電磁兼容性(EMC)等。
電源完整性(Power Integrity)是指系統供電電源在經過一定的傳輸網絡后,在指定器件端口處相對于該器件工作電源要求的符合程度,它是目前高速嵌入式系統設計的主要問題之一。特別是最近10年來,隨著芯片內集成的晶體管門數增加,器件所消耗的功率和電流增大,以及器件的供電電壓降低,使得電源完整性成為高速電路設計的瓶頸之一。同時,隨著系統的時鐘頻率越來越高、邊沿切換時間越來越短,同步開關噪聲或地彈噪聲通過電源分布網絡進行傳播,導致信號完整性、電源完整性及電磁兼容性問題越來越嚴重。
Cadence公司致力于全球電子設計技術創新,并在當今集成電路設計和電子產品設計中發揮了核心作用。采用Cadence軟件來設計和驗證消費電子產品、網絡和通信設備,以及計算機系統中的尖端半導體器件、PCB等,已越來越成為業界的潮流。Cadence公司的電子設計自動化(Electronic Design Automation,EDA)產品涵蓋了電子設計的整個流程,包括系統級設計,功能驗證,IC綜合及布局布線,模擬、混合信號及射頻IC設計,全定制集成電路設計,IC物理驗證,PCB設計和硬件建模仿真等。同時,Cadence公司還提供詳細的技術支持,幫助客戶優化其設計流程;提供設計外包服務,協助客戶進入新的市場領域。如今,全球知名半導體與電子系統公司均將Cadence軟件作為其設計的標準工具軟件。目前,Cadence公司已經收購Sigrity公司,并且將Sigrity分析技術與Cadence Allegro和OrCAD設計工具高效組合,為業界帶來新一代的信號與電源協同分析設計和驗證工具。
基于以上的認識,我們對本書各章節做了相應的安排。本書具有如下4個特點。
1)時效性 本書結合當今世界上高速電路板設計的最新研究成果,對最新版本Cadence高速電路板設計與仿真軟件(Cadence Allegro SPB 17.2)的最新功能進行了研究。
2)理論與軟件操作相結合 將信號完整性及電源完整性理論分析研究與Cadence軟件的PCB SI中的信號完整性工具(Allegro Sigrity SI)及電源完整性工具(Allegro Sigrity PI)相結合,對高速電路設計中存在的信號完整性問題和電源完整性問題進行了分析和研究,并提出了相應的解決方法。
3)與設計實例相結合 本書結合了Altera公司的STRATIX GX開發板、DDR板卡與STRATIX GX開發板的互聯系統、PCI板卡等設計實例,對其中的信號完整性和電源完整性問題進行了分析與研究,使讀者在掌握理論與軟件操作的同時將其應用到實際設計中。
4)系統性與獨立性 本書基本上涵蓋了高速電路板設計中信號完整性與電源完整性分析的基本問題,讀者既可以把本書作為教材來系統性地學習,同時也可以將其當作工具書有針對性地閱讀其中的某一章或某幾章,從而滿足不同層次、不同水平的閱讀需求。
本書第6版和第5版的最大區別是,第5版所基于的軟件平臺是Cadence 16.6版本,而第6版所使用的軟件平臺是Cadence 17.2版本,同時也需安裝Sigrity 2016軟件。在功能和性能上較舊版有較大的改變,其中最主要的改變在于將Sigrity軟件的仿真分析功能嵌入到Cadence軟件之中。書中第1章為基礎知識,第2∼5章為Cadence 17.2及舊版本所共有的功能,第6∼9章增加了信號完整性的部分新功能,講解了如何建立AMI模型和仿真分析DDR4,第10∼13章增加了電源完整性的部分新功能,且與舊版本的操作方法有著本質的區別,通過實例講解,方便用戶對兩者有更深入的了解。第6版更注重于高速電路板的設計與分析,增加了其相應內容的基礎理論與軟件操作,同時對第5版中的大部分PCB設計實例做了更改,本書第6∼13章均使用新的PCB設計實例。
本書主要分為信號完整性分析與電源完整性分析兩大部分,每一部分又可分為基礎理論與軟件操作。本書由周潤景、任自鑫編著。其中,任自鑫編寫了第10章和第12章,周潤景編寫了其他章節。全書由周潤景教授統稿。另外,參加本書編寫的還有張紅敏和周敬。
本書的出版得到了Cadence公司中國代理商——北京迪浩永輝技術有限公司執行董事黃勝利先生、技術經理王鵬先生和電子工業出版社張劍先生的大力支持,也有很多讀者提出了寶貴的意見,在此一并表示感謝!
為了便于讀者閱讀、學習,特提供本書所講實例下載資源,請訪問華信教育資源網下載。
由于Cadence公司的PCB工具性能非常強大,不可能通過一本書完成全部內容的詳盡介紹,加上時間與水平有限,不妥之處還望指正。
編著者
內容簡介:

本書以Cadence Allegro SPB 17.2為基礎,以具體的高速PCB為范例,詳盡講解了IBIS模型的建立、高速PCB的預布局、拓撲結構的提取、反射分析、串擾分析、時序分析、約束驅動布線、差分對設計、板級仿真、AMI生成器、仿真DDR4等信號完整性分析,以及集成直流電源分析、分析模型管理器、協同仿真、2.5D內插器封裝的熱分析、AMM和PDC的結合等電源完整性分析內容。
目錄:

第1章 高速PCB設計知識
1.1 課程內容
1.2 高速PCB設計的基本概念
1.3 PCB設計前的準備工作
1.4 高速PCB布線
1.5 布線后信號完整性仿真
1.6 提高抗電磁干擾能力的措施
1.7 測試與比較
1.8 混合信號布局技術
1.9 過孔對信號傳輸的影響
1.10 一般布局規則
1.11 電源完整性理論基礎
思考與練習
第2章 仿真前的準備工作
2.1 分析工具
2.2 IBIS模型
2.3 驗證IBIS模型
2.4 預布局
2.5 PCB設置
2.6 基本的PCB SI功能
思考與練習
第3章 約束驅動布局
3.1 相關概念
3.2 信號的反射
3.3 串擾分析
3.4 時序分析
3.5 分析工具
3.6 創建總線
3.7 預布局拓撲提取和仿真
3.8 前仿真時序
3.9 模板應用和約束驅動布局
思考與練習
第4章 約束驅動布線
4.1 手工布線
4.2 自動布線
思考與練習
第5章 差分對設計
5.1 建立差分對
5.2 仿真前的準備工作
5.3 仿真差分對
5.4 差分對約束
5.5 差分對布線
5.6 后布線分析
思考與練習
第6章 模型與拓撲
6.1 設置建模環境
6.2 調整飛線顯示與提取拓撲
思考與練習
第7章 板級仿真
7.1 預布局
7.2 規劃線束
7.3 后布局
7.4 tabbed布線及背鉆
思考與練習
第8章 AMI生成器
8.1 配置編譯器
8.2 Tx AMI 模型
8.3 Rx AMI 模型
思考與練習
第9章 仿真DDR4
9.1 使用SPEED2000提取模型
9.2 使用SystemSI提取模型
9.3 使用SystemSI對DDR4進行仿真
9.4 額外練習
思考與練習
第10章 集成直流電源解決方案
10.1 直流電源的設計和分析
10.2 交互式運行直流分析
10.3 加載仿真結果報告和DRC標記
10.4 設置的復用
10.5 基于Batch模式運行PowerDC
10.6 去耦電容的約束設計和信息回注
10.7 在PFE中生成 PICSet
10.8 在約束管理器中分配PICSet
10.9 放置去耦電容
10.10 在OPI中電容的最優化分布和最優化分布數據輸出
10.11 在 PI Base中去耦電容的放置和更新
思考與練習
第11章 分析模型管理器和協同仿真
11.1 在PDC-Lite中對于DC Settings AMM 的使用
11.2 增量布局更新
11.3 封裝信息的協同提取
11.4 對于提取出的模型的協同仿真
思考與練習
第12章 2.5D內插器封裝的熱分析
12.1 利用配置文件創建層疊模型
12.2 手動創建層疊模型
思考與練習
第13章 其他增強及AMM和PDC結合
13.1 電熱分析設置的增強
13.2 基于AMM的PDC Settings
思考與練習
參考文獻
序: