Cadence 16 6高速电路板设计与仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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左昉李刚 著

图书标签:

• Cadence
• 高速电路板
• PCB设计
• 仿真
• 信号完整性
• 电源完整性
• 电磁兼容性
• 电子工程
• 设计工具
• SMT

店铺： 天泰尚图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111547327

商品编码：29640810702

包装：平装-胶订

出版时间：2016-09-01

基本信息

书名：Cadence 16 6高速电路板设计与仿真

定价：69.00元

作者：左昉李刚

出版社：机械工业出版社

出版日期：2016-09-01

ISBN：9787111547327

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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1）本书采用以实例跟随理论的方式进行讲解，从小处着手，层层递进，结构明晰。2）本书配套【全程视频讲解及演示】，手把手教会读者从基本的项目文件的创建、打开，到原理图的设计，安装板的设计等完整的电路设计流程容。视频环节15-20课时。方便电子电路设计爱好者及电路设计的工程技术人员自学。3）本书在每章中都安排了“操作实例”环节，系统地将点点相连的知识构架成网，理顺设计思路，极大方便读者进行自学和软件实际操作。

内容提要

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本书以Cadence 16.6为平台，介绍了电路的设计与仿真的相关知识。全书共分12章，内容包括Cadence基础入门、原理图库、原理图基础、原理图环境设置、元件操作、原理图的电气连接、原理图的后续处理、仿真电路、创建PCB封装库、印制电路板设计、布局和布线。本书在介绍的过程中，作者根据自己多年的经验及学习的心得，及时给出了章节总结和相关提示，帮助读者及时快捷地掌握所学知识。全书介绍详实、图文并茂、语言简洁、思路清晰。本书可以作为大院校电子相关专业课程教材，也可以作为各种培训机构培训教材，同时也适合电子设计爱好者作为自学辅导书。随书配送的多功能学习光盘包含全书实例的源文件素材和实例同步讲解动画，同时为方便老师备课精心制作了多媒体电子教案。

目录

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前言章Cadence基础入门1.1电路总体设计流程1.2Cadence软件平台介绍1.2.1OrCAD Capture CIS工作平台1.2.2Design Entry HDL工作平台1.2.3Library Exploer工作平台1.2.4Allegro Package工作平台1.2.5SigXplorer工作平台1.2.6Allegro PCB工作平台1.3Cadence功能模块1.4Cadence软件新功能1.5电路设计分类第2章原理图库2.1元件库概述2.2元件库管理2.2.1打开“Place Part（放置元件）”面板2.2.2加载元件库2.2.3卸载元件库2.2.4新建元件库2.3库元件的绘制2.3.1新建库元件2.3.2绘制库元件外形2.3.3添加引脚2.3.4编辑引脚2.3.5绘制含有子部件的库元件2.4库文件管理器2.4.1库管理工具2.4.2按照菜单命令创建库文件2.4.3按照向导创建库文件2.4.4手动创建库文件2.4.5Library Explorer图形窗口2.4.6添加元件2.5元件库编辑器2.5.1启动元件编辑器2.5.2编辑器窗口2.5.3环境设置2.6库元件的创建2.6.1新建元件2.6.2复制元件2.6.3添加元件引脚2.6.4创建元件轮廓2.6.5编译库元件2.6.6查找元件2.7操作实例第3章原理图基础3.1原理图功能简介3.2项目管理器3.3原理图分类3.3.1平坦式电路3.3.2层次电路3.3.3仿真电路3.4创建原理图3.4.1创建平坦式电路3.4.2创建层次电路3.4.3创建仿真电路3.4.4更改文件类型3.4.5原理图基本操作3.5电路原理图的设计步骤第4章原理图环境设置4.1原理图图纸设置4.2配置系统属性4.2.1颜色设置4.2.2格点属性4.2.3设置缩放窗口4.3设计向导设置第5章元件操作5.1放置元件5.1.1搜索元件5.1.2放置元件5.2对象的操作5.2.1调整元件位置5.2.2元件的复制和删除5.2.3元件的固定5.3元件的属性设置5.3.1属性设置5.3.2参数设置5.3.3外观设置5.3.4自动编号5.3.5反向标注第6章原理图的电气连接6.1原理图连接工具6.2元件的电气连接6.2.1导线的绘制6.2.2总线的绘制6.2.3总线分支线的绘制6.2.4自动连线6.2.5放置手动连接6.2.6放置电路端口6.2.7放置页间连接符6.2.8放置图表符6.2.9放置图样入口6.2.10放置电源符号6.2.11放置接地符号6.2.12放置网络标签6.2.13放置不连接符号6.3绘图工具6.3.1绘制直线6.3.2绘制多段线6.3.3绘制矩形6.3.4绘制椭圆6.3.5绘制椭圆弧6.3.6绘制圆弧6.3.7绘制贝塞尔曲线6.3.8放置文本6.3.9放置图片6.4操作实例6.4.1抽水机电路6.4.2监控器电路6.4.3电源开关电路设计6.4.4串行显示驱动器PS7219及单片机的SPI接口6.4.5存储器接口电路6.4.6声控变频器电路6.4.7扫描特性电路第7章原理图的后续处理7.1设计规则检查7.2报表输出7.2.1生成网络表7.2.2元器件报表7.2.3交叉引用元件报表7.2.4属性参数文件7.3打印输出7.3.1设置打印属性7.3.2打印区域7.3.3打印预览7.3.4打印7.4操作实例第8章仿真电路8.1电路仿真的基本概念8.2电路仿真的基本方法8.2.1仿真电路步骤8.2.2仿真原理图电路8.3仿真分析参数设置8.3.1直流分析（DC Sweep）8.3.2交流分析（AC Sweep/Noise）8.3.3噪声分析（Noise Analysis）8.3.4瞬态分析(Time Domain(Transient))8.3.5傅里叶分析(Time Domain(Transient))8.3.6静态工作点分析（Bias Point）8.3.7蒙特卡罗分析（Monte Carlo Analysis）8.3.8坏情况分析（Worst-Case/Sensitive）8.3.9参数分析（Parameter Sweep）8.3.10温度分析（Temperature（Sweep））8.4仿真信号第9章创建PCB封装库9.1封装的基本概念9.1.1常用封装介绍9.1.2封装文件9.2焊盘设计9.2.1焊盘分类9.2.2焊盘设计原则9.2.3焊盘编辑器9.3封装设计9.3.1设置工作环境9.3.2使用向导建立封装零件9.3.3手动建立零件封装9.4操作实例0章印制电路板设计10.1印制电路板概述10.1.1印制电路板的概念10.1.2PCB设计流程10.2设计参数设置10.3建立电路板文件10.3.1使用向导创建电路板10.3.2手动创建电路板10.4电路板物理结构10.4.1图样参数设置10.4.2电路板的物理边界10.4.3编辑物理边界10.4.4放置定位孔10.5环境参数设置10.5.1设定层面10.5.2设置栅格10.5.3颜色设置10.5.4板约束区域10.6在PCB文件中导入原理图网络表信息1章布局11.1添加Room属性11.2摆放封装元件11.2.1元件的手工摆放11.2.2元件的快速摆放11.3基本原则11.4自动布局11.53D效果图11.6覆铜11.6.1覆铜分类11.6.2覆铜区域11.6.3覆铜参数设置11.7PCB设计规则2章布线12.1基本原则12.2布线命令12.2.1设置栅格12.2.2手动布线12.2.3设置自动布线的规则12.2.4自动布线12.2.5PCB Router布线器12.3补泪滴12.4电路板的输出12.4.1报表输出12.4.2生成钻孔文件12.4.3制造数据的输出12.5操作实例12.5.1音乐闪光灯电路PCB设计12.5.2晶体管电路PCB设计附录Cadence软件的安装参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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突破设计壁垒，精炼仿真利器：浅谈现代高速电路板设计的挑战与应对 在电子产品日新月异的今天，高性能、高密度、高集成度的电路板设计已成为推动科技进步的核心驱动力。尤其是在通信、计算、医疗、航空航天等前沿领域，对电路板信号完整性、电源完整性、电磁兼容性以及热管理的严苛要求，正以前所未有的速度逼近物理极限。这不仅对设计工程师提出了更高的技术要求，也对设计工具和方法论提出了新的挑战。 信号完整性：从“通”到“准”的飞跃 在高速数字信号传输中，信号完整性（Signal Integrity，SI）的重要性不言而喻。曾经，我们只要关注信号能否正确地从源端传输到目的端即可。然而，随着信号速率的提升，电路板上的互连线不再仅仅是“导线”，而是变成了复杂的传输线。这些传输线会引入各种信号失真，如反射、串扰、衰减、时序抖动等。 反射的产生源于传输线上阻抗的不匹配，当信号在传输线上遇到阻抗变化的区域，一部分能量会被反射回源端，与原始信号叠加，导致信号波形失真，甚至可能引起误码。为了抑制反射，精确的阻抗控制成为设计的重中之重。这意味着PCB制造工艺需要达到极高的精度，对叠层设计、介质材料的选取、线宽线距的控制都有着严格的规定。 串扰，也称为互耦合，是指相邻信号线之间相互影响，导致信号线上的信号受到干扰。在高密度布线环境下，信号线间的距离越来越近，串扰效应愈发显著。其影响包括对目标信号造成噪声干扰，降低信噪比，甚至引发时序错误。为了降低串扰，需要采取诸如增加信号线间距、合理规划信号线的走向、使用差分对布线以及考虑地线屏蔽等策略。 衰减则是在信号传输过程中，信号能量随着距离的增加而逐渐减弱。尤其是在高频信号下，集肤效应和介质损耗会加剧信号的衰减，导致信号幅度降低，上升沿和下降沿变缓，从而影响信号的判读。选择低损耗的PCB介质材料，以及优化布线长度，是减缓衰减的有效途径。 时序抖动，是指信号的实际到达时间与其理想到达时间之间的偏差。高速信号对时序的要求极为苛刻，微小的抖动都可能导致系统误判。噪声、串扰、反射以及电源的波动都会加剧时序抖动。因此，保证信号的时序精度，是实现高速数据传输的关键。 电源完整性：稳定是可靠的基石 与信号完整性相辅相成的是电源完整性（Power Integrity，PI）。高速工作的芯片需要瞬时、稳定的电流供应，任何电源电压的波动都可能导致芯片性能下降，甚至触发系统崩溃。电源完整性问题主要体现在电源噪声、压降（IR Drop）以及去耦能力不足。 电源噪声通常源于开关电源产生的纹波，以及数字芯片开关活动产生的电流噪声。这些噪声会耦合到敏感的信号线上，影响信号的质量。为了降低电源噪声，需要采用高效的滤波电路，并在PCB上合理布局去耦电容。 压降，顾名思义，是指电流流过电源分配网络（PDN）时产生的电压损失。在电流需求较大的芯片附近，如果PDN的阻抗过高，就会导致电压下降，影响芯片的正常工作。优化PDN的设计，包括合理的电源层和地线层布局、多点供电以及减小连接的阻抗，是解决压降问题的关键。 去耦电容的作用是在芯片需要瞬时大电流时，提供快速的能量补充，从而维持电源电压的稳定。选择合适容值、ESR（等效串联电阻）和ESL（等效串联电感）的去耦电容，并将其放置在靠近芯片电源引脚的位置，是保证电源完整性的重要手段。 电磁兼容性：和谐共存的艺术 随着电子设备的集成度越来越高，PCB的电磁辐射和抗干扰能力也成为设计中的重要考量。电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）的目标是让设备在自身产生的电磁环境中正常工作，并且不干扰其他设备。 PCB的电磁辐射主要来源于高速信号的开关活动、不匹配的传输线以及不合理的接地设计。这些辐射可能对周围的电子设备造成干扰，甚至引发电磁污染。为了抑制电磁辐射，需要采取诸如减小信号的回流路径长度、优化天线效应、使用屏蔽罩以及良好的接地设计等措施。 抗干扰能力则指PCB抵抗外部电磁干扰的能力。PCB可能会受到外部电磁场的侵扰，导致信号失真或工作异常。通过良好的屏蔽设计、滤波电路以及差分信号传输，可以有效提高PCB的抗干扰能力。 热管理：隐藏的性能杀手 在高性能电子产品中，功率损耗是不可避免的，而功率损耗的主要表现形式就是发热。如果产生的热量不能及时有效地散发出去，就会导致PCB温度升高，从而影响元件的可靠性和寿命，甚至造成性能下降。 热管理并非仅仅是简单的散热片安装。它涉及到一个系统的工程，包括对PCB材料热导率的选择、元件的布局、散热风道的规划、以及在必要时采用主动散热技术（如风扇、热管等）。精确的热分析和仿真，能够帮助工程师预测PCB的温度分布，并优化散热设计，确保产品在各种工作条件下都能稳定运行。 仿真工具的价值：从“试错”到“预判” 在现代高速电路板设计中，纯粹的“试错”方法已不再可行。高昂的研发成本和紧迫的市场周期，迫使工程师们必须依赖强大的仿真工具来预测和优化设计。这些仿真工具能够模拟物理世界中复杂的电磁、热、力学等现象，帮助工程师在设计早期发现潜在问题，从而避免昂贵的物理原型制作和反复修改。 专业的电路板设计与仿真软件，能够对信号完整性、电源完整性、电磁兼容性以及热场进行精确的仿真分析。通过在仿真环境中调整设计参数，工程师可以快速评估不同设计方案的优劣，找到最优的解决方案。例如，仿真工具可以帮助工程师精确计算传输线的阻抗，分析不同布线方式下的串扰程度，预测电源分配网络的压降情况，评估EMC辐射水平，以及分析热点的温度分布。 展望未来：挑战与机遇并存 随着技术的发展，电子产品的性能要求将持续攀升，高速电路板设计将面临前所未有的挑战。例如，更高频率的信号传输，更小的封装尺寸，以及更复杂的互连结构，都将对设计和仿真提出更高的要求。同时，人工智能和机器学习等新兴技术，也可能在未来的电路板设计和仿真过程中发挥越来越重要的作用，例如辅助进行布局布线优化，智能预测设计风险等。 在这个不断发展的领域，深入理解高速电路板设计的核心原理，熟练掌握先进的设计方法和仿真工具，将是每位工程师取得成功的关键。通过不断学习和实践，才能在技术浪潮中立于不败之地，设计出引领未来科技发展的优秀产品。

评分☆☆☆☆☆

这本书在仿真工具的应用集成方面做得非常出色，它清晰地展示了Cadence工具链（特别是Spectre/Sigrity/HyperLynx等模块）如何协同工作来完成一个端到端的高速设计验证流程。它不仅仅是独立讲解各个工具的功能，更侧重于数据如何在不同模块间无缝传递和转换。比如，从Allegro的物理设计数据如何导出到Sigrity进行全波仿真，再到仿真结果如何回馈到布局布线阶段进行修正，这一系列流程的衔接点都被明确指出，并且详细说明了数据格式的兼容性和可能遇到的版本问题。对于那些正在向更高级的SoC或高速SerDes接口设计过渡的工程师来说，掌握这种跨工具链的验证方法论至关重要。书中关于IBIS-AMI模型的应用和验证流程，更是体现了作者对当前行业前沿标准的深刻理解，确保了设计不仅在物理上可行，在电气性能上也满足最新的行业规范要求，这一点对于追求极致性能和可靠性的项目是不可或缺的基石。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是一绝，封面采用了哑光处理，手感细腻光滑，拿在手里感觉非常沉稳大气。字体排版也很有讲究，主标题“Cadence 16.6”用了略带科技感的衬线字体，清晰有力，而副标题“高速电路板设计与仿真”则选择了更为现代的无衬线字体，整体视觉效果非常和谐。内页纸张厚实，不是那种廉价的反光纸，阅读起来眼睛很舒服，即使长时间盯着屏幕旁的电路图和复杂的仿真波形，也不会感到明显的疲劳。装订工艺看得出是下了功夫的，书脊平整，即使频繁翻阅，也没有出现散页或者松动的迹象。我特别留意了图文的对比度，插图的线条非常锐利，色彩还原度也很高，那些复杂的叠层结构图和EMC/EMI的分析图示，细节都清晰可见，这对于我们理解抽象的电磁理论和物理布局之间的关联至关重要。可以说，光是这本书的外在包装和印刷质量，就已经体现了出版方对专业书籍应有品质的坚持，让人在还未深入内容时，就对它所承载的知识产生了莫名的信赖感。这种对细节的极致追求，在如今这个追求快速出货的时代，是越来越少见了，非常值得赞赏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度令人印象深刻，它显然不是一本给初学者的入门读物，而是面向有一定基础、渴望精进的资深设计人员的“进阶秘籍”。作者在基础知识的铺垫上相当克制，直接切入了高速设计的核心痛点，比如串扰的频谱分析、电源完整性（PI）与信号完整性（SI）的耦合效应建模。尤其是在信号完整性部分，对于眼图的解读和抖动的量化分析，描述得极其到位，不仅解释了眼图的各个参数（如Jitter、Eye Height/Width）的物理意义，还结合了不同封装材料和互连结构对眼图模板的影响进行了深入的探讨。我感觉作者对EMC的理解非常深刻，书中对辐射源的识别和抑制策略，不再是泛泛而谈的“加屏蔽罩”或“加去耦电容”，而是细致到了PCB布局中关键环路的面积控制、电流回流路径的优化，以及如何利用边界扫描技术辅助定位潜在的发射源。这种自上而下的系统性论述，帮助读者构建了一个完整的高速设计思维框架，而非仅仅掌握几个孤立的技巧。

评分☆☆☆☆☆

我个人关注的重点在于那些涉及实际操作流程和疑难排解的章节，这本书在这一点上，可以说提供了一个非常详尽的、近乎手把手的指南。它没有停留在理论的阐述上，而是深入到了Cadence软件实际操作界面的每一个关键按钮和参数设置的深层含义。例如，在谈到差分信号的阻抗匹配时，书中不仅给出了公式推导，更直接展示了如何在Allegro环境中，通过调整走线宽度、间距以及参考平面变化来动态控制特征阻抗，并且配上了详尽的截图和标注，每一个步骤都标注了“为什么”要这么做，而不是仅仅告知“怎么做”。我记得有一章专门讲解了如何处理高速信号的过孔电感效应，作者别出心裁地引入了一系列不同过孔结构（盲孔、埋孔、通孔）在特定频率下的S参数模型对比，这种实战导向的分析方法，极大地缩短了从理论认知到工程实践之间的距离。对于我这种需要快速在新项目中部署新设计规范的工程师来说，这种“实战工具书”式的叙述方式，简直是救命稻草，省去了大量自己摸索和试错的时间成本。

评分☆☆☆☆☆

从作者的叙事风格来看，文字中透露出一种严谨而又略带幽默的工程师特有的务实精神。他避免了过度学术化的晦涩术语堆砌，而是用非常清晰的逻辑链条来组织复杂的概念。例如，在讨论PCB叠层设计时，他将不同的介质层比喻成“信号的高速公路”，并根据不同信号的速度要求，像规划交通流量一样来安排布线优先级。这种类比的使用，使得原本枯燥的介电常数、损耗角正切等参数变得直观易懂。再者，书中引用了大量的案例研究——虽然是脱敏处理过的——但这些案例的背景描述，比如“某医疗设备因为高频切换导致的瞬态噪声”、“某服务器主板在内存通道交叉处的串扰问题”，极大地增强了阅读的代入感。每当读到一个关键性的结论时，作者总会附带一句精辟的小结，仿佛身边有一位经验丰富的前辈在耳提面命，耐心解答每一个疑问。这种亲和力与专业性的完美结合，让阅读体验提升了一个档次。