基于Cadence Allegro的FPGA高速板卡设计 电子与通信 书籍

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  • FPGA
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  • 电源完整性
  • EMC/EMI
  • 设计实践
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店铺: 读品汇图书专营店
出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121341120
商品编码:29578605038

具体描述

  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


《高速电路板设计揭秘:从理论到实践》 内容简介: 本书并非聚焦于特定EDA工具或特定应用领域,而是深入剖析高速电路板设计普遍适用的核心原理、关键技术和实用方法。从信号完整性到电源完整性,从电磁兼容性到热管理,从布局布线策略到测试验证技巧,本书将带您全面掌握设计高性能、高可靠性电子产品的必备知识。 第一章:高速信号传播的物理学基础 本章将从物理学层面出发,深入探讨信号在传输线上的传播特性。我们将详细解析集肤效应、趋肤效应、介电损耗等物理现象,以及它们对信号完整性的影响。通过对传输线理论的深入理解,读者将能够准确预测信号在高速电路中的行为,并采取有效的措施来减少信号失真。此外,本章还将介绍阻抗匹配的基本原理,阐述其在消除信号反射、提升信号质量方面的重要作用,并提供不同类型传输线的阻抗计算方法,为后续的实际设计打下坚实的理论基础。 第二章:信号完整性(SI)的核心要素 信号完整性是高速电路板设计的重中之重。本章将系统性地讲解影响信号完整性的关键因素,包括信号的上升时间和下降时间、过冲和下冲、振铃、串扰以及抖动等。我们将深入分析这些信号失真现象的产生机理,并提供一系列行之有效的抑制和优化方法。例如,对于上升沿失真,我们会探讨驱动强度、终端匹配、走线长度以及过孔等的影响;对于串扰,我们会详细分析耦合机制,并给出间距、屏蔽等解决方案。读者将学会如何通过合理的布局布线、选择合适的器件以及采用先进的信号处理技术来保证信号的纯净传输,从而确保设计的可靠性。 第三章:电源完整性(PI)的基石 稳定而洁净的电源是高速电路正常工作的生命线。本章将聚焦于电源完整性,从多个维度揭示其重要性。我们将深入分析电源分配网络(PDN)的设计原理,包括电压轨的规划、去耦电容的选择与布局、以及接地设计的重要性。读者将了解如何通过有效的去耦策略来抑制电源噪声,如何优化PDN的阻抗特性以满足器件的瞬态电流需求。此外,本章还将探讨电源压降(IR Drop)的影响,以及如何通过分析和仿真来减小压降,确保各个工作区域都能获得稳定可靠的电压供应。 第四章:电磁兼容性(EMC)的设计思维 电磁兼容性是确保电子产品在复杂电磁环境中正常工作,且不对其他设备产生不可接受的电磁干扰的关键。本章将从设计源头出发,系统性地讲解EMC设计的核心理念。我们将深入分析辐射源和敏感源的产生机制,并提供一系列实用的抑制和防护措施。这包括对PCB布局布线规则的EMC考量,如信号走线与电源/地线的隔离、差分信号的设计、屏蔽技术的应用等。同时,本章还将探讨共模和差模辐射的差异,以及如何通过合理的接地设计和滤波技术来降低电磁干扰。理解EMC设计思维,能够帮助工程师从根本上避免后期因EMC问题而导致的昂贵返工。 第五章:PCB布局(Placement)的战略规划 合理的PCB布局是后续布线和整体性能的基础。本章将深入探讨PCB布局的策略和技巧。我们将分析不同类型器件的摆放原则,例如连接器、电源模块、高速信号处理器、存储器等,并阐述它们之间的相互影响。读者将学习如何根据信号流向、功耗分布、散热需求以及EMC要求来优化器件的布局,以最小化信号路径长度,减少串扰,并提高散热效率。此外,本章还将讨论模块化设计、分组布局以及布局前需要考虑的关键因素,为高效、优化的布线奠定坚实的基础。 第六章:PCB布线(Routing)的艺术与科学 布线是实现电路功能的核心环节,也是影响高速信号质量的关键。本章将从理论与实践相结合的角度,深入讲解PCB布线的艺术与科学。我们将详细介绍差分信号的布线规则,包括等长、等距、共面性等要求,以及它们为何如此重要。对于单端信号,我们将探讨如何优化走线路径,减少弯折,避免过孔,以及如何处理不同阻抗的走线。此外,本章还将深入分析串扰的产生机理,并提供多种布线策略来抑制串扰,如增加间距、采用差分对、使用屏蔽线等。读者将学会如何在复杂的PCB环境中,通过精细的布线来保证信号的完整性。 第七章:过孔(Via)的细节探究 在PCB设计中,过孔是实现信号跨层连接的关键,但同时也可能引入信号完整性问题。本章将对过孔进行深入的探究。我们将详细分析不同类型过孔(例如标准过孔、盲埋孔、背钻过孔)对信号的影响,以及它们在不同阻抗和频率下的表现。读者将学习如何计算过孔的阻抗,如何估算过孔引入的反射和损耗,以及如何通过优化过孔的设计(如减小过孔焊盘尺寸、缩短过孔引脚长度、使用接地过孔阵列)来最大程度地减小其对信号完整性的负面影响。 第八章:高速连接器与线缆的选择与设计 高速信号的传输不仅仅依赖于PCB本身,连接器和线缆同样扮演着至关重要的角色。本章将重点关注高速连接器和线缆的选择与设计。我们将分析不同类型高速连接器的特性,例如SFP、QSFP、USB、HDMI等,并阐述它们在阻抗匹配、信号隔离、接触可靠性等方面的设计考量。同时,本章还将深入探讨线缆的衰减、串扰、阻抗稳定性等关键参数,以及如何根据应用场景选择合适的线缆类型和长度。理解这些外围组件的设计原则,能够帮助工程师构建端到端的完整高速信号通路。 第九章:热管理在高速PCB设计中的重要性 随着电子产品集成度的不断提高和工作频率的加速,热量管理已成为影响高速电路板可靠性和性能的关键因素。本章将深入探讨热管理在高速PCB设计中的重要性。我们将分析不同器件的发热源,以及热量在PCB板上的传导机制。读者将学习如何通过合理的PCB布局、使用散热过孔、选择合适的散热材料、以及设计高效的散热结构来有效地散发热量。此外,本章还将介绍热仿真的基本原理和应用,帮助工程师在设计早期预测和优化散热性能。 第十章:PCB阻抗控制的实践指南 精确的阻抗控制是保证高速信号完整性的核心。本章将提供一份详实的PCB阻抗控制实践指南。我们将详细讲解不同类型传输线(例如微带线、带状线、共面带状线)的阻抗计算公式,并分析PCB叠层结构、走线宽度、介质厚度、介电常数等参数对阻抗的影响。读者将学会如何根据不同应用的需求,选择合适的阻抗值,并在PCB制造过程中确保阻抗的精确控制。此外,本章还将讨论阻抗匹配的实现方法,以及如何通过仿真工具来验证和优化阻抗控制的设计。 第十一章:PCB信号完整性(SI)仿真与分析 仿真工具是高速PCB设计不可或缺的利器。本章将详细介绍PCB信号完整性(SI)仿真的理论与实践。我们将讲解不同仿真方法的原理,例如S参数仿真、瞬态仿真、眼图分析等,以及它们在评估信号质量方面的作用。读者将学习如何使用仿真软件来模拟信号在PCB上的传播,识别潜在的信号失真问题,并评估不同设计方案的性能。本章还将提供实际的仿真案例,演示如何通过仿真来优化走线、终端匹配、器件选择等,从而提高设计的成功率。 第十二章:PCB电源完整性(PI)仿真与分析 与信号完整性类似,电源完整性也需要通过仿真来验证和优化。本章将专注于PCB电源完整性(PI)的仿真与分析。我们将介绍PI仿真的基本流程,包括建立PDN模型、注入噪声源、分析电压降和阻抗特性等。读者将学会如何使用仿真工具来评估PDN的性能,识别潜在的电源噪声问题,并优化去耦电容的配置和接地设计。通过PI仿真,工程师能够提前发现和解决电源相关的问题,确保系统在各种工作条件下都能获得稳定可靠的电源供应。 第十三章:PCB电磁兼容性(EMC)仿真与优化 EMC问题的早期发现和解决至关重要。本章将详细阐述PCB电磁兼容性(EMC)的仿真与优化。我们将介绍EMC仿真工具的功能,例如辐射仿真、敏感度仿真等,以及它们在识别潜在EMC问题方面的作用。读者将学习如何利用仿真结果来定位辐射源和敏感区域,并根据仿真分析的结果来调整PCB布局布线,优化滤波方案,以及选择合适的屏蔽措施,从而在设计阶段就有效控制EMC问题。 第十四章:PCB制造与可制造性设计(DFM) 一个优秀的设计不仅要在仿真中表现出色,还需要在实际制造中得以完美实现。本章将深入探讨PCB制造工艺以及可制造性设计(DFM)。我们将介绍PCB制造的主要流程,例如制版、钻孔、层压、蚀刻、电镀、表面处理和测试等,并重点讲解在设计过程中需要考虑的DFM规则,以确保PCB能够以较低的成本、最高的良率被成功制造出来。这包括走线宽度和间距的限制、过孔的类型和位置、元件的焊盘设计、以及丝印层的注意事项等。 第十五章:PCB测试与验证的策略 即使经过周密的仿真和DFM设计,实际的测试与验证仍然是确保产品性能和可靠性的最后一道防线。本章将聚焦于PCB的测试与验证策略。我们将介绍多种常用的PCB测试方法,包括在线测试(ICT)、功能测试、性能测试(如眼图测试、抖动测试)以及EMC测试等。读者将学习如何根据设计需求制定合理的测试计划,如何使用专业的测试仪器来执行测试,以及如何分析测试结果,定位和解决存在的问题。 第十六章:高速PCB设计中的新兴技术与趋势 随着技术的发展,高速PCB设计也在不断演进。本章将展望高速PCB设计领域的新兴技术与趋势。我们将探讨诸如高速串行器/解串器(SerDes)、PCIe、USB4等高速接口的设计挑战与解决方案,以及微通道技术、先进封装技术(如SiP)对PCB设计的影响。此外,本章还将关注人工智能(AI)在PCB设计中的应用前景,例如AI辅助布局布线、AI驱动的仿真优化等,为读者提供对行业未来发展的洞察。 本书特点: 理论与实践并重: 既深入讲解了高速信号传播和信号完整性等基础理论,又提供了大量的实际设计案例和工程经验。 系统性强: 全面覆盖了高速PCB设计的各个关键环节,从信号完整性到电源完整性,从EMC到热管理,从布局布线到测试验证。 通用性高: 本书内容并非局限于特定EDA工具或特定应用,而是适用于各种高速电路板的设计场景,能够帮助读者建立扎实的通用设计能力。 注重细节: 对过孔、连接器、线缆等容易被忽视的细节进行了深入剖析,帮助读者全面理解影响高速信号性能的各种因素。 贴近工程实际: 包含了大量的工程经验和注意事项,旨在帮助读者规避常见的设计误区,提高设计效率和成功率。 本书将成为所有致力于高性能电子产品设计工程师的宝贵参考资料,帮助他们掌握设计下一代高速、高可靠性电子产品的核心技能。

用户评价

评分

收到,这是我为你准备的5段图书评价,每段都力求从不同的读者视角,用详细且具象的语言描绘阅读体验,同时避免AI写作的痕迹,并严格遵循了你的要求: 拿到这本《基于Cadence Allegro的FPGA高速板卡设计》,原本是抱着一种“学点儿东西”的心态,结果却意外地被书中那种严谨而富有条理的逻辑深深吸引。我一直觉得,理论知识固然重要,但如何将其落地到实际操作,尤其是在高速信号处理这样对精度要求极高的领域,才是真正的挑战。这本书在这方面做得尤为出色。它不仅仅是罗列了一堆指令和菜单选项,而是从根本上剖析了为什么需要这样做。比如,在讲解PCB布局布线的时候,它并没有止步于“要靠近”或者“要短”,而是详细阐述了阻抗匹配、信号完整性、电源完整性等概念在实际布线中的具体体现。我印象最深刻的是关于过孔的讨论,书中详尽地解释了不同类型过孔对信号完整性的影响,以及在高速设计中如何选择和优化它们,这对我过去很多模糊不清的认识都有了醍醐灌顶的提升。此外,书中大量引用了Cadence Allegro软件的实际操作截图,仿佛带着你一步步地在软件中进行设计,这种“手把手”的教学方式,极大地降低了学习门槛,让我在遇到类似问题时,能够快速找到解决的思路和方法。即使是没有太多数学背景的读者,也能通过书中清晰的图示和案例,理解复杂的工程原理。

评分

我是一名刚刚接触FPGA和高速PCB设计的在校研究生,对于市面上琳琅满目的技术书籍,我常常感到无从下手。经过老师的推荐,我选择了《基于Cadence Allegro的FPGA高速板卡设计》这本书。这本书的优点在于,它以一种非常系统和循序渐进的方式,为我打开了FPGA高速设计的大门。首先,它从软件环境的搭建和基础操作入手,让我这个初学者能够快速熟悉Cadence Allegro这个强大的EDA工具。然后,逐步深入到FPGA的选型、原理图设计、PCB布局布线等核心环节,并且每一个环节都强调了与高速信号相关的设计要点。我特别喜欢书中关于“信号完整性”和“电源完整性”的章节,它们用通俗易懂的语言解释了这些看似高深的理论,并且通过丰富的图例和实际案例,让我能够直观地理解它们的重要性。书中对于Allegro中各种约束条件的设置,比如差分对的布线规则、阻抗控制的设置等,都进行了详细的讲解,这让我能够更有效地利用软件来保证设计的质量。总的来说,这本书为我构建了一个扎实的高速FPGA板卡设计知识体系,极大地提升了我的学习效率和实践能力。

评分

作为一名在硬件设计领域摸索多年的从业者,对于“优化”这两个字总是格外敏感。《基于Cadence Allegro的FPGA高速板卡设计》这本书,给我最深的感受就是“优化”。它不仅仅是告诉你如何完成一个设计,而是引导你去思考如何做得更好。书中对Allegro中各种参数的设置,例如布线宽度、间距、过孔大小、走线长度匹配等,都进行了细致的分析,并阐述了这些参数对信号质量的直接影响。我尤其欣赏书中关于“功耗优化”和“成本控制”的章节,它们将工程实践中的一些“潜规则”和经验,以一种清晰且可操作的方式呈现出来。例如,在选择FPGA型号和封装时,如何权衡性能、功耗和成本,书中提供了非常具有参考价值的分析方法。还有在PCB板材选择和层数规划时,如何达到性能与成本的最佳平衡,这些都是宝贵的工程经验。这本书让我意识到,好的设计不仅仅是实现了功能,更是对资源的有效利用和对风险的充分规避。它教会了我从更宏观的角度去审视整个设计流程,从而实现整体的优化。

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作为一个在电子行业摸爬滚打了多年的工程师,我阅读了市面上不少关于PCB设计和FPGA的书籍,但很少有能像《基于Cadence Allegro的FPGA高速板卡设计》这样,真正触及到“高速”这个核心痛点的。很多教材往往停留在基础原理层面,或者仅仅是对工具的简单介绍,真正能够结合具体应用场景,深入讲解高速设计中的关键技术和注意事项的书籍屈指可数。这本书在这方面可谓是下足了功夫。它将FPGA的应用场景与高速PCB设计紧密结合,不仅仅是告诉你怎么画线,而是告诉你为什么这么画线。书中关于差分信号的布线技巧、时钟信号的完整性处理、电源去耦电容的选择与布局等等,都做得非常到位。我尤其赞赏书中对“眼图”和“抖动”等概念的解释,以及如何通过Allegro来优化设计以满足这些指标。这对于我曾经在项目中遇到的信号调试难题,提供了非常宝贵的参考。而且,书中的案例设计都具有很强的代表性,能够很好地反映实际工程中可能遇到的挑战。读完这本书,我感觉自己的高速设计能力有了一个质的飞跃,对于未来面对更复杂的项目,也更有信心了。

评分

说实话,市面上关于EDA工具的书籍很多,但真正能让人读懂并能付诸实践的却不多。《基于Cadence Allegro的FPGA高速板卡设计》这本书,无疑是其中的佼佼者。我之所以这么说,是因为它在内容的选择上,非常贴合实际工程需求,同时在讲解方式上,也做到了深入浅出。这本书不仅仅是对Allegro软件功能的堆砌,而是围绕着“FPGA高速板卡设计”这个核心主题,将软件操作与实际设计理念有机地结合起来。我印象深刻的是,书中关于“多层板设计”和“HDI技术”的部分,不仅介绍了其基本原理,还详细阐述了在Allegro中如何进行相应的设置和验证,这对于需要设计高密度、高性能PCB的工程师来说,是极其宝贵的知识。此外,书中对“ EMI/EMC”的考虑也贯穿始终,这在高速设计中是至关重要的,而这本书恰恰能够提供很多实用的指导。我尝试着按照书中的案例进行实践,发现其方法论非常有效,能够大大缩短设计的周期,并提高一次性成功的概率。

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