Cadence高速電路闆設計與仿真(第5版)——原理圖與PCB設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周潤景著 著

圖書標籤:

• Cadence
• 高速電路闆
• PCB設計
• 原理圖
• 仿真
• 電子工程
• 電路設計
• 信號完整性
• 電源完整性
• EMC/EMI

店鋪： 悅讀時代圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121250491

商品編碼：29579863564

包裝：平裝

齣版時間：2015-04-01

基本信息

書名：Cadence高速電路闆設計與仿真(第5版)——原理圖與PCB設計

定價：88.0元

作者：周潤景著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2015-04-01

ISBN：9787121250491

字數：736000

頁碼：

版次：5

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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Cadence高速電路闆設計與仿真經典力作

內容提要

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本書以Cadence Allegro SPB 16.6為基礎，從設計實踐的角度齣發，以具體電路的PCB設計流程為順序，深入淺齣地詳盡講解元器件建庫、原理圖設計、布局、布綫、規則設置、報告檢查、底片文件輸齣、後處理等PCB設計的全過程。本書的內容主要包括原理圖輸入及元器件數據集成管理環境的使用、中心庫的開發、PCB設計工具的使用，以及後期電路設計處理需要掌握的各項技能等。

目錄

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作者介紹

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周潤景教授，IEEE/EMBS會員，中國電子學會高級會員，航空協會會員，主要研究方嚮是高速數字係統的信號與電源完整性聯閤設計與優化，具有豐富的數字電路、傳感器與檢測技術、模式識彆、控製工程、EDA技術等課程的教學經驗。

文摘

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序言

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序 言
Allegro PCB産品是Cadence公司在PCB設計領域的旗艦産品，因其功能強大、易學易用，得到瞭廣大電子工程師的厚愛。
Allegro PCB産品涵蓋瞭完整的PCB設計流程，包括電路圖輸入，PCB編輯及布綫，PCB闆級係統電源完整性及信號完整性分析，PCB設計製造分析，以及PCB製造輸齣等。
電子工程領域的PCB設計有難、有易，Cadence公司為瞭適應不同的市場需求，分彆提供如下幾個集成的、從前端到後端的Allegro PCB設計解決方案，幫助用戶應對不同設計的要求。
Allegro Orcad係列：滿足主流用戶PCB設計要求。
Allegro L係列：適用於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：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。
麵對日益復雜的高速PCB設計要求，Cadence公司的上述産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綫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。
由於Allegro PCB軟件功能強大，本書的作者周潤景教授總結瞭多年的Allegro平颱工具教學和使用心得，在結閤《Cadence高速電路闆設計與仿真》前4版經驗的基礎上，特意將Allegro PCB拆分成兩本書來寫，即《Cadence高速電路闆設計與仿真（第5版）——原理圖與PCB設計》和《Cadence高速電路闆設計與仿真（第5版）——信號與電源完整性分析》，以滿足不同層級讀者的需要。這兩本書分彆以PCB物理設計及PCB分析為齣發點，圍繞Allegro PCB這個集成的設計環境，按照PCB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在中國的閤作夥伴，我嚮各位讀者推薦此書作為學習Allegro/Orcad的桌麵參考書。

北京迪浩永輝技術有限公司技術經理 王鵬


前 言
隨著工程技術的電子化、集成化和係統化的迅速發展，電路設計已經進入一個全新的時代，尤其是高速電路設計已成為電子工程技術發展的主流，而Cadence以其強大的功能和高級的繪圖效果，逐漸成為PCB設計行業中的主導軟件。Cadence完善的集成設計係統和強大的功能符閤高速電路設計速度快、容量大、精度高等要求，使它成為PCB設計方麵的代錶。本書以Cadence公司新發布的 Allegro SPB 16.6作為開發平颱，以實際案例貫穿整個PCB設計開發的全過程，設計思路清晰，更加具有應用性。
新版Cadence軟件在使用製程方麵的全新優化和增強，可以使讀者在原有基礎上進一步提高設計的穩定性，縮短開發周期，完善係統的綜閤性能。
Allegro SPB 16.6中的新技術包括：
Allegro SPB 16.6的Pspice支持多核（超過4核），因而在仿真速度方麵高可提升4倍。加強瞭與用戶互動的功能，可通過雲存儲將設計放到雲端。此外，在Team Design、小型化等方麵都有很好的改進。
Allegro SPB 16.6産品綫的新功能有助於嵌入式雙麵及垂直部件的小型化改良，改進時序敏感型物理實現與驗證，加快時序閉閤，並改進ECAD和機械化CAD（MCAD）協同設計——這些對加快多功能電子産品的開發至關重要。
Allegro SPB 16.6通過自動交互延遲調整（AiDT）加快時序敏感型物理實現。自動交互延遲調整可縮短時間，滿足高級標準界麵的時序約束，如DDR3等，縮短的程度可達30%～50%。AiDT可幫助用戶逐個界麵地迅速調整關鍵高速信號的時間，或將其應用於字節通道級，將PCB上的綫路調整時間從數日縮短到幾個小時。
本書共18章，其中，王洪艷編寫瞭章～第4章，並對書中的例子做瞭全麵的驗證；第5章～8章由周潤景編寫。全書由周潤景負責統稿。參加本書編寫的還有薑攀、托亞、賈雯、張龍龍、劉曉霞、薑曉黎、何茹、蔣詩俊、張晨、張紅敏、張麗敏、周敬、宋誌清。
本書的齣版得到瞭北京迪浩永輝科技公司執行董事黃勝利先生、技術經理王鵬先生和電子工業齣版社張劍先生的大力支持，也有很多讀者提齣瞭寶貴的意見，在此一並錶示衷心的感謝！
同時，本書的齣版得到瞭國傢自然科學基金項目“高速數字係統的信號與電源完整性聯閤分析及優化設計”（項目批準號：61161001）的資助。
為便於讀者閱讀、學習，特提供本書實例下載資源，請訪問yydz.phei.. 網站，到“資源下載”欄目下載。
由於Cadence公司的PCB工具性能非常強大，不可能通過一本書完成內容的詳盡介紹，加上時間與水平有限，因此書中難免有不妥之處，還望廣大讀者批評指正。

編著者

《高速電路闆設計與仿真——原理圖與PCB設計》 引言 在現代電子産品飛速發展的浪潮中，高性能、高可靠性的電子設備離不開精密的電路闆設計。從智能手機、個人電腦到高性能計算、通信基站，再到航空航天、汽車電子等尖端領域，電路闆作為承載和連接所有電子元件的骨架，其設計水平直接決定瞭産品的整體性能和穩定性。尤其是在高速數字信號傳輸日益普及的今天，傳統的電路闆設計方法已經難以滿足日益嚴苛的要求。信號完整性、電源完整性、電磁兼容性等高速效應的挑戰，使得電路闆設計變得愈發復雜和精細。 本書正是應運而生，旨在為讀者提供一套係統、深入、實用的高速電路闆設計與仿真解決方案。本書聚焦於原理圖設計與PCB布局布綫兩大核心環節，結閤業界領先的 Cadence 設計工具，為讀者全方位解析高速電路闆設計的關鍵技術、設計流程以及潛在的陷阱和規避方法。我們將從理論基礎齣發，逐步深入到實踐操作，通過豐富的案例分析和詳細的步驟指導，幫助讀者掌握從方案設計到最終可製造性設計的全過程。 本書特色與價值 本書最大的特色在於其“實戰性”與“前沿性”的完美結閤。我們並非停留在理論的堆砌，而是緊密圍繞 Cadence Allegro 等主流設計工具，講解如何在實際的設計流程中運用這些工具解決高速設計中的難題。同時，本書內容緊隨行業發展步伐，涵蓋瞭當前高速電路設計中最重要、最核心的技術點。 1. 係統化的高速設計理論體係： 本書深入淺齣地剖析瞭高速電路設計中至關重要的幾個方麵： 信號完整性 (SI)： 詳細闡述瞭信號在傳輸綫中的反射、串擾、衰減、失真等現象的成因，以及如何通過阻抗匹配、端接、差分對設計、PCB 疊層優化等技術來抑製這些不利效應。我們將從基本傳輸綫理論講起，逐步深入到高級的眼圖分析、時域/頻域分析方法。 電源完整性 (PI)： 探討瞭電源係統中的噪聲、去耦、紋波等問題，分析瞭電源分配網絡 (PDN) 的設計原則，包括如何選擇閤適的電容、如何優化 PDN 的阻抗，以及如何通過仿真工具來評估電源的穩定性。 電磁兼容性 (EMC)： 深入講解瞭 EMI/EMC 的基本原理，包括輻射源、耦閤路徑和敏感接收器。本書將重點介紹在 PCB 設計階段如何采取預防措施，例如閤理的布局、布綫規則、接地設計、屏蔽等，以降低電磁乾擾的風險，提高産品的 EMC 性能。 時序分析： 探討瞭時序約束、建立時間 (setup time)、保持時間 (hold time) 等關鍵概念，以及如何在設計中確保信號的時序滿足要求，避免時序違例。 2. Cadence Allegro 全麵而深入的應用： 本書將 Cadence Allegro 作為核心的實踐平颱，為讀者提供詳盡的操作指導： 原理圖設計 (Orcad Capture)： 從元件庫的創建與管理，到原理圖的繪製、層次化設計、總綫設計，再到生成網絡列錶、創建 PCB 庫，本書將 Orcad Capture 的各項功能進行瞭全麵梳理，並特彆強調瞭在高速設計中如何進行有效的原理圖組織和器件選型。 PCB 布局布綫 (Allegro PCB Designer)： 這是本書的重中之重。我們將詳細講解： PCB 疊層設計： 如何根據信號傳輸速率、阻抗要求、成本等因素，閤理選擇和設計 PCB 疊層結構，以達到最佳的信號完整性和電源完整性。 器件布局： 強調瞭關鍵器件（如高速芯片、連接器、電源模塊）的閤理擺放位置，以及如何考慮散熱、信號路徑長度、電源分配等因素。 差分對布綫： 詳細講解瞭差分對的匹配長度、等長繞綫、間距控製等關鍵技術，以及如何在 Allegro 中實現高效的差分對布綫。 關鍵信號布綫： 如何處理高速單端信號、時鍾信號、復位信號等，包括綫寬、綫距、過孔設計、端接電阻的放置等。 電源/地網絡設計： 如何繪製粗壯的電源/地鋪銅，如何處理電源/地過孔，如何進行去耦電容的優化放置。 EMC 優化布綫： 包括如何進行信號返迴路徑的控製、地彈效應的規避、高密度區域的處理等。 約束管理 (Constraints)： 強調瞭 Cadence Allegro 強大的約束管理器在高速設計中的核心作用，如何設置和管理阻抗、長度、間距、時序等約束，並如何在布綫過程中實時檢查和反饋。 3. 強大的仿真與驗證能力： 本書不僅關注設計，更強調仿真與驗證的重要性，這是確保設計成功的關鍵： 信號完整性仿真 (SI)： 介紹如何利用 Cadence Sigrity 等仿真工具，對 PCB 布局布綫後的信號完整性進行準確的預測和分析。我們將講解如何導入 PCB 布局布綫數據，設置仿真激勵，分析眼圖、S 參數、眼圖抖動等關鍵指標，並根據仿真結果進行設計優化。 電源完整性仿真 (PI)： 講解如何使用 Sigrity 等工具對 PDN 進行仿真分析，評估電源噪聲、紋波，並優化去耦網絡設計。 EMI/EMC 仿真： 介紹如何利用仿真工具預測潛在的 EMI 問題，並指導設計者進行相應的改進。 設計規則檢查 (DRC) 與物理驗證 (LVS)： 強調瞭在設計流程中，如何充分利用 Allegro 的 DRC 功能，及時發現布局布綫中的規則違背，並進行有效的物理驗證，確保設計的可製造性。 4. 豐富的案例分析與實踐指導： 理論結閤實際，本書通過大量的實際案例，將抽象的設計理念轉化為具體的落地操作。讀者可以跟隨書中的步驟，一步步完成一個典型的高速電路闆設計項目，從原理圖到 PCB，再到仿真驗證。這些案例涵蓋瞭不同類型的應用場景，能夠幫助讀者快速掌握不同場景下的設計技巧。 目標讀者 本書麵嚮以下人群： 電子工程師： 緻力於提升電路闆設計技能，特彆是對高速信號設計有深入學習需求的工程師。 PCB 設計師： 希望掌握 Cadence Allegro 在高速電路闆設計中的高級應用，解決實際設計中的難題。 硬件研發人員： 需要理解高速電路闆設計原理，以便更好地與 PCB 設計師溝通協作，優化産品性能。 在校學生： 電子工程、微電子、通信工程等相關專業的高年級本科生、研究生，希望為未來的職業生涯打下堅實的高速設計基礎。 內容概覽 本書將按照以下脈絡展開： 第一部分：高速電路設計基礎理論 第一章：高速電路設計的挑戰與機遇： 引入高速電路設計的概念，分析其重要性以及麵臨的挑戰，如信號完整性、電源完整性、電磁兼容性、時序約束等。 第二章：傳輸綫理論基礎： 講解集總參數與分布參數電路的區彆，特性阻抗、傳播延遲、反射、透射等基本概念，以及微帶綫、帶狀綫等常見的傳輸綫模型。 第三章：信號完整性 (SI) 原理： 深入探討反射、串擾、衰減、信號失真等 SI 問題，分析其産生機理。 第四章：電源完整性 (PI) 原理： 講解電源噪聲、電源紋波、PDN 阻抗，以及去耦電容的設計原則。 第五章：電磁兼容性 (EMC) 原理： 介紹 EMI/EMC 的基本概念、輻射源、耦閤路徑，以及 PCB 設計中的 EMC 考量。 第六章：時序分析基礎： 講解建立時間、保持時間、時鍾抖動等概念，以及時序約束的重要性。 第二部分：Cadence Orcad Capture 原理圖設計 第七章：Orcad Capture 基礎入門： 介紹 Orcad Capture 的界麵、菜單、工具欄，以及基本操作。 第八章：元件庫管理與創建： 講解如何使用或創建原理圖符號，管理元器件封裝，以及創建和導入第三方庫。 第九章：原理圖繪製與層次化設計： 詳細介紹原理圖的繪製方法，包括導綫、總綫、端口、頁間連接等，以及如何進行模塊化、層次化的原理圖設計。 第十章：網絡列錶生成與 PCB 庫關聯： 講解如何生成網絡列錶，並與 PCB 封裝進行關聯，確保原理圖與 PCB 的信息同步。 第十一章：原理圖中高速設計的注意事項： 強調在原理圖中如何考慮高速信號的特性，例如差分信號的標識，關鍵信號的分組等。 第三部分：Cadence Allegro PCB Designer 布局布綫 第十二章：Allegro PCB Designer 基礎入門： 介紹 Allegro PCB Designer 的界麵、工作流程、工程文件結構。 第十三章：PCB 疊層設計與優化： 講解不同疊層結構的特點，如何根據設計需求選擇閤適的疊層，以及如何在 Allegro 中定義疊層。 第十四章：PCB 布局策略與技巧： 詳細介紹關鍵器件的布局原則，如何優化器件擺放以縮短信號路徑，考慮散熱和電源分配。 第十五章：約束管理器 (Constraints) 的使用： 深入講解 Allegro 約束管理器的強大功能，如何設置和管理各種設計約束，包括物理約束、電氣約束、時序約束等。 第十六章：高速信號布綫： 差分對布綫： 詳細講解差分對的匹配長度、等長繞綫、蛇形綫應用、間距控製等。 單端高速信號布綫： 包括綫寬、綫距、端接電阻的設計與放置，以及如何處理阻抗匹配。 時鍾信號布綫： 強調時鍾信號的布綫規則，如何避免抖動和串擾。 串行高速接口布綫 (如 PCIe, USB, DDR)： 介紹特定高速接口的布綫要點和注意事項。 第十七章：電源/地網絡設計： 講解電源和地鋪銅的技巧，如何處理過孔，如何優化電源分配網絡。 第十八章：EMC 優化布綫： 介紹返迴路徑控製、地彈效應規避、敏感信號屏蔽等 EMC 相關的布綫技巧。 第十九章：過孔設計與優化： 講解不同類型過孔（如盲孔、埋孔、微過孔）的應用，以及過孔對信號完整性的影響。 第二十章：Allegro 自動布綫與手動優化： 介紹 Allegro 的自動布綫功能，以及在自動布綫後的手動優化策略。 第二十一章：設計規則檢查 (DRC) 與可製造性設計 (DFM)： 強調 DRC 的重要性，如何設置和解決 DRC 報錯，以及考慮可製造性設計。 第四部分：高速電路闆仿真與驗證 第二十二章：信號完整性仿真 (Sigrity)： 仿真環境搭建與模型導入： 講解如何導入 PCB 布局布綫數據，設置仿真模型。 阻抗與 S 參數仿真： 如何進行傳輸綫阻抗分析和 S 參數提取。 眼圖與抖動仿真： 如何生成眼圖，分析眼高、眼寬、抖動，並解讀仿真結果。 串擾仿真： 如何分析相鄰信號之間的串擾。 仿真結果分析與設計優化： 如何根據仿真結果指導設計修改。 第二十三章：電源完整性仿真 (Sigrity)： PDN 阻抗仿真： 分析 PDN 的阻抗特性。 電源噪聲與紋波仿真： 評估電源係統的穩定性。 去耦電容優化： 如何通過仿真優化去耦電容的配置。 第二十四章：EMI/EMC 仿真簡介： 介紹 EMI/EMC 仿真的基本流程和應用場景。 第二十五章：時序分析與驗證： 講解如何結閤仿真工具和靜態時序分析 (STA) 工具進行時序驗證。 第五部分：工程實踐與總結 第二十六章：典型高速電路闆設計流程迴顧： 整閤前麵章節內容，梳理一個完整的高速電路闆設計流程。 第二十七章：常見高速設計陷阱與規避： 總結高速設計中容易齣現的誤區和問題的解決方案。 第二十八章：未來發展趨勢展望： 簡要介紹高速電路闆設計領域未來的發展方嚮。 結語 本書力求通過嚴謹的理論闡述、詳實的工具操作指南、深入的案例剖析，幫助讀者建立起一套完整的高速電路闆設計思維和實踐能力。掌握本書內容，您將能夠自信地應對日益復雜的電子産品設計挑戰，設計齣性能卓越、穩定可靠的高速電路闆。讓我們一起踏上這段精彩的高速設計之旅！

評分☆☆☆☆☆

坦白講，一開始我對“第5版”這個標識持保留態度，擔心它隻是在老版本上修修補補。然而，閱讀體驗告訴我，這次的更新是非常有誠意的。它顯然融入瞭近幾年新興的技術趨勢，特彆是關於高密度互連（HDI）和新材料應用的討論。書中對於微帶綫和帶狀綫在實際復雜多層闆中的阻抗控製差異分析，比我以往見過的任何資料都要深入和貼近實際。它的語言風格成熟而不失親切，專業術語的解釋到位，不會讓初學者感到被排斥。這本書的實用性體現在，它不僅教授瞭如何使用工具來“解決”當前遇到的問題，更重要的是，教會瞭我們如何通過前瞻性的設計來“避免”未來可能齣現的問題。它是一本可以放在案頭，隨時翻閱查找特定設計細節的“工具書”，同時也是一本值得細讀以提升內功的“心法寶典”。

評分☆☆☆☆☆

從一個資深硬件架構師的角度來看，這本書在係統層麵的考慮非常周全。高速設計絕不僅僅是Layout工程師一個人的事情，它需要與係統架構、元器件選型緊密配閤。這本書很好地體現瞭這種跨領域的思維。它在講解PCB設計的同時，也穿插瞭對高速芯片I/O特性、SerDes鏈路設計等宏觀問題的探討。例如，它對不同接口標準（如PCIe、DDR）的物理層要求做瞭細緻的對比分析，這幫助我更好地在係統方案評審階段就預估齣設計的復雜度與風險。此外，書中對於仿真工具的使用也提供瞭許多實用的技巧，特彆是如何設置閤理的仿真模型和邊界條件，這直接關係到仿真結果的準確性。讀完後，我感覺自己對整個高速産品從概念到落地的流程都有瞭更清晰的掌控力。

評分☆☆☆☆☆

我必須得說，這本書在細節處理上非常到位，這點對於經驗豐富的工程師尤其重要。很多關於高速設計的“潛規則”和“最佳實踐”往往不會齣現在標準的教科書中，但這本書裏卻詳盡地提到瞭，比如鑽孔的寄生效應、盲埋孔的成本與性能權衡，以及如何利用特定的堆疊技術來優化信號路徑。它不僅僅停留在概念層麵，而是深入到瞭具體的設計約束（Constraint）的設置上，這對於使用主流EDA工具進行實操的讀者來說，提供瞭極大的便利。當我按照書中的建議調整瞭我的差分對耦閤長度和間距後，我驚喜地發現，原本高頻信號眼圖中的抖動明顯改善瞭。這種即時可見的性能提升，是對作者專業性的最好證明。這本書的價值在於，它把高手多年的經驗，濃縮成瞭清晰可行的設計指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是我的救星，尤其是對於那些剛踏入高速電路設計領域的工程師來說。我之前在處理信號完整性問題時總是摸不著頭腦，看瞭很多零散的資料，但總感覺缺乏一個係統性的框架。這本書的優秀之處在於，它把復雜的理論，比如阻抗匹配、串擾分析，用非常直觀的方式講解清楚。我特彆欣賞它在原理圖設計階段就強調的設計規範，這在實際工作中能避免很多後期返工的麻煩。它不僅是教你如何操作軟件，更是在培養你“像一個高速設計師那樣去思考”的能力。書中對不同層疊結構對信號質量的影響分析得非常透徹，讓我對PCB布局有瞭更深層次的理解。如果你想把你的PCB設計水平從“能齣圖”提升到“能設計齣高性能闆子”的層次，這本書絕對是不可多得的參考資料。它提供的案例和講解，讓我感覺作者不僅是專傢，更是一個耐心的老師。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容組織結構非常嚴謹，層次分明，讓人在閱讀過程中有一種步步為營的紮實感。我特彆喜歡它在介紹特定設計技巧時，會先迴顧相關的物理學原理，這使得讀者能夠理解“為什麼”要這樣做，而不是死記硬背操作步驟。比如，關於電源完整性（PI）的章節，詳細闡述瞭去耦電容的選擇、布局以及環路阻抗的計算，這些內容在其他很多教材中要麼一帶而過，要麼過於晦澀。這本書的處理方式是先給齣清晰的模型，再輔以實際的仿真驗證結果，這種理論與實踐相結閤的方式，極大地增強瞭知識的可靠性和應用性。對於我這種需要頻繁進行EMC預分析的工程師來說，書中關於輻射抑製和濾波器的設計章節簡直是金玉良言，讓我對如何規避潛在的閤規風險有瞭明確的指導方嚮。