基于Cadence Allegro的FPGA高速板卡设计 电子与通信 书籍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121341120

商品编码：29565977646

商品基本信息，请以下列介绍为准
商品名称：	基于Cadence Allegro的FPGA高速板卡设计 电子与通信 书籍
作者：	深圳市英达维诺电路科技有限公司
定价：	79.0
出版社：	电子工业出版社
出版日期：	2018-05-01
ISBN：	9787121341120
印次：
版次：	1
装帧：	平装-胶订
开本：	16开

内容简介

本书以Cadence公司目前的主流版本Allegro16.6工具为基础，详细介绍了基于FPGA的高速板卡PCB设计的整个流程。其中的设计方法和设计技巧更是结合了笔者多年的设计经验。全书共18章，主要内容除了介绍软件的一些基本作和技巧外，还包括高速PCB设计的精华内容，如层叠阻抗设计、高速串行信号的处理、射频信号的PCB设计、PCIe的基础知识及其金手指的设计要求，是在规则设置方面结合案例做了具体的分析和讲解。本书结合具体的案例展开，其内容旨在告诉读者如何去做项目，每个流程阶段的设计方法是怎样的，哪些东西该引起我们的注意和重视，一些重要的模块该如何去处理等。结合实际的案例，配合大量的图表示意，并配备实际作视频，力图针对该板卡案例，以*直接、简单的方式，让读者更快地掌握其中的设计方法和技巧，因此实用性和专业性强。书中的技术问题及后期推出的一系列增值视频，会通过论坛（www.dodopcb.com)进行交流和公布，读者可交流与下载。

目录

目录 1.1 OrCAD导出Allegro网表 1.2 Allegro 导入OrCAD网表前的准备 1.3 Allegro导入OrCAD网表 1.4 放置元器件 1.5 OrCAD导出Allegro网表常见错误解决方法 1.5.1 位号重复 1.5.2 未分配封装 1.5.3 同一个Symbol中出现Pin Number重复 1.5.4 同一个Symbol中出现Pin Name重复 1.5.5 封装名包含非法字符 1.5.6 元器件缺少Pin Number 1.6 Allegro导入OrCAD网表常见错误解决方法 1.6.1 导入的路径没有文件 1.6.2 找不到元器件封装 1.6.3 缺少封装焊盘 1.6.4 网表与封装引脚号不匹配 第2章 LP Wizard和Allegro创建封装 2.1 LP Wizard的安装和启动 2.2 LP Wizard软件设置 2.3 Allegro软件设置 2.4 运用LP Wizard制作SOP8封装 2.5 运用LP Wizard制作QFN封装 2.6 运用LP Wizard制作BGA封装 2.7 运用LP Wizard制作Header封装 2.8 Allegro元件封装制作流程 2.9 导出元件库 2.10 PCB上更新元件封装 第3章 快捷键设置 3.1 环境变量 3.2 查看当前快捷键设置 3.3 Script的录制与快捷键的添加 3.4 快捷键的常用设置方法 3.5 skill的使用 3.6 Stroke录制与使用 第4章 Allegro设计环境及常用作设置 4.1 User Preference常用作设置 4.2 Design Parameter Editor参数设置 4.2.1 Display选项卡设置讲解 4.2.2 Design选项卡设置讲解 4.3 格点的设置 4.3.1 格点设置的基本原则 4.3.2 Allegro格点的设置方法及技巧 第5章 结构 5.1 手工绘制板框 5.2 导入DXF文件 5.3 重叠顶、底层DXF文件 5.4 将DXF中的文字导入到Allegro 5.5 Logo导入Allegro 5.6 闭合的DXF转换成板框 5.7 不闭合的DXF转换成板框 5.8 导出DXF结构图 第6章 布局 6.1 Allegro布局常用作 6.2 飞线的使用方法和技巧 6.3 布局的工艺要求 6.3.1 特殊元件的布局 6.3.2 通孔元件的间距要求 6.3.3 压接元件的工艺要求 6.3.4 相同模块的布局 6.3.5 PCB板辅助边与布局 6.3.6 辅助边与母板的连接方式：V-CUT和邮票孔 6.4 布局的基本顺序 6.4.1 整板禁布区的绘制 6.4.2 交互式布局 6.4.3 结构件的定位 6.4.4 整板信号流向规划 6.4.5 模块化布局 6.4.6 主要关键芯片的布局规划 第7章 层叠阻抗设计 7.1 PCB板材的基础知识 7.1.1 覆铜板的定义及结构 7.1.2 铜箔的定义、分类及特点 7.1.3 PCB板材的分类 7.1.4 半固化片（prepreg或pp）的工艺原理 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 基材常见的性能指标 7.1.8 pp（半固化片）的规格 7.1.9 pp压合厚度的计算说明 7.1.10 多层板压合后理论厚度计算说明 7.2 阻抗计算（以一个8层板为例） 7.2.1 微带线阻抗计算 7.2.2 带状线阻抗计算 7.2.3 共面波导阻抗计算 7.2.4 阻抗计算的注意事项 7.3 层叠设计 7.3.1 层叠和阻抗设计的几个阶段 7.3.2 PCB层叠方案需要考虑的因素 7.3.3 层叠设置的常见问题 7.3.4 层叠设置的基本原则 7.3.5 什么是假8层 7.3.6 如何避免假8层 7.4 fpga高速板层叠阻抗设计 7.4.1 生益的S1000-2板材参数介绍 7.4.2 fpga板层叠确定 7.4.3 Cross Section界面介绍 7.4.4 12层板常规层压结构 7.4.5 PCIe板卡各层铜厚、芯板及p

嵌入式系统硬件设计的深度探索：一款实践性指南 本书旨在为读者提供一套全面、深入的嵌入式系统硬件设计理论与实践相结合的学习路径。它聚焦于现代高性能电子系统设计的核心挑战，特别是那些需要处理高速信号、复杂逻辑以及高密度互连的场景。我们将从基础理论出发，逐步深入到业界领先的设计工具和流程，最终帮助读者掌握从概念到成品的全过程设计能力。 第一部分：嵌入式系统硬件设计基石 本部分将为读者打下坚实的理论基础，为后续更复杂的章节做好铺垫。 第一章：高速数字系统设计导论 信号完整性（SI）的重要性： 深入剖析在高速数字系统中，信号的失真、串扰、反射等问题如何影响系统性能和可靠性。我们将探讨导致这些问题的根本原因，例如阻抗不匹配、过度的辐射、时序偏差等，并初步介绍一些关键的分析方法，如眼图分析。 电源完整性（PI）的挑战： 高速电路对电源的稳定性要求极高。本章将详细阐述电源噪声、电压下降（IR drop）、地弹（ground bounce）等问题，以及它们对数字信号质量的负面影响。我们将引入必要的概念，如解耦电容的选择与布局、电源网络的去耦策略等。 电磁兼容性（EMC）与电磁干扰（EMI）： 随着系统集成度的提高和工作频率的上升，EMC/EMI问题变得尤为关键。本章将介绍电磁干扰的产生机理、传播途径以及对策。我们将从元器件选择、 PCB布局布线、屏蔽、接地等方面，全面探讨如何设计出满足EMC/EMI要求的硬件。 热设计考量： 高密度、高性能的电子设备往往伴随着显著的发热问题。本章将引导读者认识到热量对电子元器件寿命和系统稳定性的影响，并介绍基本的散热原理和设计方法，如自然对流、强制风冷、导热材料的应用等。 可靠性工程概述： 探讨影响电子系统可靠性的主要因素，包括元器件的老化、环境应力（温度、湿度、振动）、瞬态过电压等。我们将介绍一些常用的可靠性指标和分析方法，如MTBF（平均故障间隔时间），以及如何通过设计和测试来提升产品的可靠性。 第二章：PCB设计理论与实践 PCB基本结构与工艺： 详细介绍多层PCB的结构，包括叠层设计、内层信号层、电源层、地层、介质层、阻焊层、丝印层等。我们将探讨不同PCB工艺（如刚性板、挠性板、刚挠结合板）的特点及适用场景。 高速PCB布局布线原则： 这是本书的核心内容之一。我们将深入研究以下关键原则： 元器件布局： 影响信号路径、电源分配、散热以及EMC性能。我们将学习如何根据信号流、功能模块和热需求来优化元器件的摆放。 信号布线： 重点关注差分信号、单端信号的走线规则，包括走线长度匹配、阻抗控制、避免寄生电感和电容、串扰抑制等。 电源与地设计： 强调电源完整性的重要性，学习如何规划低阻抗的电源分配网络（PDN），包括电源平面、地平面的划分与连接、解耦电容的放置策略等。 过孔（Via）的优化： 分析不同类型过孔（如盲孔、埋孔、微带过孔）对信号完整性的影响，以及如何通过优化过孔的设计来减小其带来的寄生效应。 封装与焊盘设计： 探讨不同封装类型（如BGA、QFN、QFP）的特点，以及如何为高速信号设计合适的焊盘和走线连接，以确保良好的电气连接和散热。 阻抗匹配与控制： 详细解释阻抗在高速信号传输中的作用，介绍单端阻抗和差分阻抗的计算方法。我们将学习如何在PCB设计中实现精确的阻抗控制，包括介质材料的选择、走线宽度、线间距、覆铜厚度等参数的协同设计。 时序约束与优化： 高速信号对时序要求极高。本章将介绍时序分析的基本概念，如建立时间（setup time）、保持时间（hold time）、时钟抖动（clock jitter）、偏斜（skew）等。我们将学习如何在PCB设计中通过合理的布线长度、时钟分发网络设计来满足时序约束。 高速连接器与接口设计： 探讨高速背板、连接器、线缆等在系统设计中的作用。我们将分析不同高速接口（如PCIe、USB、Ethernet）的电气特性和设计要求，学习如何选择合适的连接器以及进行相关的布局布线。 第二部分：现代电子设计工具与流程 本部分将引导读者掌握在实际工程中常用的电子设计自动化（EDA）工具和标准的设计流程。 第三章：PCB设计流程详解 项目启动与需求分析： 从项目立项开始，如何进行详细的需求分析，包括功能定义、性能指标、功耗预算、成本约束、尺寸限制等。 原理图设计： 介绍使用EDA工具绘制原理图的基本步骤，包括元器件库的建立与管理、符号的绘制、器件的连接、总线的设计、层次化设计方法等。 PCB布局： 详细讲解PCB布局的策略和技巧，如何根据原理图将元器件放置在PCB上，以满足信号流、电源分配、散热、EMC等要求。我们将对比不同的布局方法，如功能块布局、信号流向布局、寄生参数优化布局等。 PCB布线： 深入阐述PCB布线的详细流程和关键技术，包括自动布线与手动布线的结合、差分对布线、高密区域布线、电源/地网络布线、信号层的规划等。 设计规则检查（DRC）与版图验证（LVS）： 介绍DRC在确保PCB设计符合制造和电气规则方面的重要性。我们将学习如何设置和运行DRC，以及如何分析和解决DRC报告中的错误。LVS（Layout Versus Schematic）则用于验证版图与原理图的一致性。 后置处理与 Gerber 文件生成： 讲解如何对设计完成的PCB进行后置处理，包括泪滴添加、倒角、钻孔优化等。我们将详细介绍Gerber文件的生成流程，以及各层Gerber文件的作用，为PCB制造做好准备。 BOM（物料清单）生成与管理： 介绍如何从原理图和PCB设计中生成准确的BOM，以及BOM在采购、生产和物料管理中的重要性。 第四章：高速信号仿真与分析 信号完整性（SI）仿真： 介绍使用专业的SI仿真工具进行信号质量分析。我们将学习如何建立仿真模型，设置仿真参数，并对仿真结果进行解读，如眼图、抖动、失真等。 电源完整性（PI）仿真： 讲解PI仿真的目的和方法，如何评估电源分配网络的阻抗和稳定性，预测电压跌落和噪声水平。 EMI/EMC仿真： 介绍EMI/EMC仿真的基本原理，如何通过仿真来预测和识别潜在的电磁干扰问题。 热仿真： 探讨热仿真在预测元器件温度和优化散热方案中的作用。 结果分析与优化迭代： 强调仿真结果的分析和对设计进行迭代优化的重要性。我们将学习如何根据仿真结果调整PCB布局、布线、元器件选择等，以达到设计目标。 第五章：EDA工具在PCB设计中的应用（以某主流工具为例，但不限于） 工具界面与基本操作： 介绍某主流EDA工具的整体界面布局，常用菜单和工具栏，以及如何进行基本的项目创建、文件管理等操作。 原理图编辑器详解： 详细讲解原理图编辑器的功能，如元器件的搜索与放置、导线连接、端口设置、总线管理、层次化原理图设计、ERC（Electrical Rules Check）检查等。 PCB编辑器详解： 深入介绍PCB编辑器的核心功能，包括PCB的建立、元器件的导入与摆放、布局工具的使用、布线工具（包括自动布线和手动布线）的精细操作、过孔的添加与管理、封装编辑器等。 约束管理器（Constraint Manager）： 重点介绍约束管理器在定义和管理设计规则中的重要性。我们将学习如何设置各种设计约束，如线宽、线距、阻抗、时序、EMC等，并通过约束管理器来指导和验证PCB设计。 特殊设计流程： 介绍针对高速设计、差分信号、Allegro等特定工具或技术的详细操作流程，包括差分对的定义与布线、Allegro的 Allegro 参数设置、Allegro 的 Allegro 选项配置等。 第三方插件与扩展： 探讨如何利用第三方插件和工具来扩展EDA的功能，以满足更复杂的设计需求。 第三部分：项目实践与案例分析 本部分通过实际案例，将前两部分所学的理论和工具应用相结合，帮助读者建立完整的工程设计思维。 第六章：高速FPGA板卡设计流程 FPGA选型与资源规划： 介绍FPGA的基本原理，不同系列FPGA的特点，以及如何根据系统需求进行FPGA选型，并进行资源（逻辑单元、BRAM、DSP、IO等）的初步规划。 FPGA开发板设计要点： 重点关注FPGA开发板在高速接口、电源管理、时钟系统、配置电路、调试接口等方面的特殊设计要求。 高带宽接口设计（DDR/PCIe/Gigabit Ethernet等）： 详细讲解如DDR SDRAM、PCIe、高速串行接口（如SerDes）、千兆以太网等高带宽接口的设计挑战，包括阻抗控制、长度匹配、拓扑结构、通道损耗、眼图分析等。 高速ADC/DAC接口设计： 介绍高性能模拟信号采集与输出在数字系统中的应用，以及高速ADC/DAC接口的设计注意事项，如采样率、带宽、信噪比、时钟抖动等。 电源系统设计： 针对FPGA及其外围器件的多样化供电需求，深入探讨电源系统的设计，包括降压/升压转换器（DC-DC）、低压差线性稳压器（LDO）、滤波策略、电源完整性分析与优化。 时钟系统设计： 详细介绍时钟源的选择（晶振、PLL、DCM等）、时钟分发网络（Clock Distribution Network）的设计、时钟抖动和偏斜的控制，以及如何确保系统整体的时序精度。 调试与测试接口设计： 介绍JTAG、UART、SPI等调试接口的设计，以及如何在PCB上预留必要的测试点，以方便后续的调试和功能验证。 第七章：实际案例分析与经验分享 高性能嵌入式通信板卡设计： 以一个具体的通信类项目为例，详细剖析其从需求分析、原理图设计、PCB布局布线、关键高速接口处理、电源与时钟设计、到最终的制造与测试的全过程。 高速数据采集与处理平台设计： 另一个案例将聚焦于高性能数据采集与处理系统，展示如何应对大数据吞吐量、低延迟要求以及复杂的信号处理需求。 EMC/EMI问题分析与解决： 选取一个包含EMC/EMI问题的实际案例，展示如何通过仿真、测试手段定位问题，并提出有效的改进方案。 可靠性与可制造性设计（DFM/DFA）考量： 在案例分析中，融入DFM（Design for Manufacturability）和DFA（Design for Assembly）的理念，强调设计不仅要满足电气性能，还要考虑生产制造的可行性与成本效益。 设计评审与文档管理： 强调设计评审的重要性，介绍如何进行有效的评审，以及完善的设计文档（原理图、PCB、BOM、规格书、测试报告等）在项目生命周期中的作用。 本书将理论知识与实际操作紧密结合，通过大量的图示、表格和实例，帮助读者逐步建立起对高速PCB设计和嵌入式系统硬件设计的深刻理解。我们力求在内容上严谨、实用，避免流于表面，旨在培养读者独立解决复杂硬件设计问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书对实际操作的指导意义非常有限，更像是一本理论概念的堆砌，而且很多概念的阐述都停留在非常表层的阶段。比如，它提到了高速信号的阻抗匹配，但深入到实际设计中应该如何根据不同的PCB层叠结构和介电常数来精确计算和调整，书里完全没有给出任何可操作的步骤或具体的计算公式推导过程。当你试图在Allegro环境中实践这些理论时，你会发现书里提到的很多快捷键和菜单选项都已经过时了，跟当前版本的软件操作流程完全对不上，这使得学习过程充满了挫败感。这本书似乎更偏向于罗列“是什么”，而不是详细解释“怎么做”和“为什么这么做”。对于那些已经对硬件设计有所了解，希望通过它来提升实战技能的设计师来说，这本书提供的价值微乎其微，更像是一本略显过时的教程合集，而非一本现代化的设计指南。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书在涉及最新技术趋势方面的滞后性感到非常不满。FPGA和高速板卡设计领域发展日新月异，新的封装技术、新的信号完整性分析工具层出不穷，但这本书的内容似乎停滞在了好几年前。例如，对于M.2、PCIe Gen5或更高速度接口的布线约束管理，书中几乎没有涉及，仅仅停留在对早期PCIe版本的描述上。在讨论交叉干扰（Crosstalk）时，也未能充分结合现代多层板的串扰抑制技术，比如更先进的参考平面设计策略。这意味着，如果我完全依赖这本书的知识体系去指导当前的项目，我可能会错过很多行业内已经成为标准做法的优化手段，甚至可能因为采用了过时的设计规范而导致产品性能达不到预期。对于一本声称是“高速设计”的书籍而言，这种技术时效性的缺失是致命的缺陷。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格极其晦涩和冗长，阅读起来需要极大的专注力，而且常常让人在读完一段话后，还搞不清楚作者到底想表达的核心观点是什么。大量的技术术语被生硬地堆砌在一起，缺乏必要的解释和语境的铺垫。我记得有几处地方，作者似乎在试图解释一个复杂的电源完整性（PI）问题，结果写了差不多半页纸，核心的降噪电容选型和布局原则却被埋没在了冗余的句子结构中，让人不得不反复回读。如果作者能够采用更简洁、更有条理的表达方式，多使用流程图或清晰的对比表格来辅助说明，阅读体验一定会大幅提升。目前这种“学院派”的、过度雕琢的写作方式，使得这本书更像是一篇未经打磨的学术论文草稿，而不是一本面向行业工程师的实用工具书，严重影响了知识的有效吸收。

评分☆☆☆☆☆

这本书的案例研究部分简直是敷衍了事，缺乏深度和多样性。所谓的案例，往往只展示了设计流程中的一小步，或者仅仅是给出一个最终的、没有经过细节分析的截图。例如，在涉及到BGA散热设计时，它只是简单地提到要考虑热点，然后就跳到了PCB层数的讨论，对于如何使用热仿真工具（如Flotherm或Simetrix）来迭代优化散热结构、如何选择合适的散热过孔阵列，这些关键的工程决策过程完全没有被展现出来。一个好的设计书籍应该包含详尽的“问题-分析-决策-验证”的完整闭环，让读者能够跟着作者的思路走一遍实际的工程挑战。这本书的案例更像是为了完成章节结构而硬塞进去的“样板房”展示，对读者在遇到真实复杂问题时的帮助微乎其微，缺乏那种“我仿佛正在和经验丰富的工程师一起工作”的代入感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图质量简直是灾难级的，看起来就像是用最基础的文字处理软件随便拼凑出来的。我记得我翻开第一页时，就对里面的图表清晰度感到非常失望，那些关键的PCB布局图，线条模糊不清，关键的元器件标记也做得含糊不清，根本无法作为参考资料来使用。更别提那些代码示例部分，格式混乱，缩进错位，完全没有遵循任何规范的编码风格，阅读起来极其吃力，简直是在考验读者的耐心和视力。如果你是想通过这本书来学习如何清晰地展示你的设计思路，那这本书绝对会让你大失所望。它的内容组织逻辑也像是一团乱麻，章节之间的衔接非常生硬，感觉像是把几份完全不相关的技术文档强行缝合到了一起，对于初学者来说，摸不着头脑是必然的。我甚至怀疑作者在提交最终稿之前，有没有认真审阅过这些内容，这对待读者的不负责任态度真是让人难以接受，这种质量的书籍放在书架上都觉得有点掉价。