Cadence 16 6高速電路闆設計與仿真 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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左昉李剛 著

圖書標籤:

• Cadence
• 高速電路闆
• PCB設計
• 仿真
• 信號完整性
• 電源完整性
• 電磁兼容性
• 電子工程
• 設計工具
• SMT

店鋪： 天泰尚圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111547327

商品編碼：29640810702

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2016-09-01

基本信息

書名：Cadence 16 6高速電路闆設計與仿真

定價：69.00元

作者：左昉李剛

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2016-09-01

ISBN：9787111547327

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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1）本書采用以實例跟隨理論的方式進行講解，從小處著手，層層遞進，結構明晰。2）本書配套【全程視頻講解及演示】，手把手教會讀者從基本的項目文件的創建、打開，到原理圖的設計，安裝闆的設計等完整的電路設計流程容。視頻環節15-20課時。方便電子電路設計愛好者及電路設計的工程技術人員自學。3）本書在每章中都安排瞭“操作實例”環節，係統地將點點相連的知識構架成網，理順設計思路，極大方便讀者進行自學和軟件實際操作。

內容提要

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本書以Cadence 16.6為平颱，介紹瞭電路的設計與仿真的相關知識。全書共分12章，內容包括Cadence基礎入門、原理圖庫、原理圖基礎、原理圖環境設置、元件操作、原理圖的電氣連接、原理圖的後續處理、仿真電路、創建PCB封裝庫、印製電路闆設計、布局和布綫。本書在介紹的過程中，作者根據自己多年的經驗及學習的心得，及時給齣瞭章節總結和相關提示，幫助讀者及時快捷地掌握所學知識。全書介紹詳實、圖文並茂、語言簡潔、思路清晰。本書可以作為大院校電子相關專業課程教材，也可以作為各種培訓機構培訓教材，同時也適閤電子設計愛好者作為自學輔導書。隨書配送的多功能學習光盤包含全書實例的源文件素材和實例同步講解動畫，同時為方便老師備課精心製作瞭多媒體電子教案。

目錄

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前言章Cadence基礎入門1.1電路總體設計流程1.2Cadence軟件平颱介紹1.2.1OrCAD Capture CIS工作平颱1.2.2Design Entry HDL工作平颱1.2.3Library Exploer工作平颱1.2.4Allegro Package工作平颱1.2.5SigXplorer工作平颱1.2.6Allegro PCB工作平颱1.3Cadence功能模塊1.4Cadence軟件新功能1.5電路設計分類第2章原理圖庫2.1元件庫概述2.2元件庫管理2.2.1打開“Place Part（放置元件）”麵闆2.2.2加載元件庫2.2.3卸載元件庫2.2.4新建元件庫2.3庫元件的繪製2.3.1新建庫元件2.3.2繪製庫元件外形2.3.3添加引腳2.3.4編輯引腳2.3.5繪製含有子部件的庫元件2.4庫文件管理器2.4.1庫管理工具2.4.2按照菜單命令創建庫文件2.4.3按照嚮導創建庫文件2.4.4手動創建庫文件2.4.5Library Explorer圖形窗口2.4.6添加元件2.5元件庫編輯器2.5.1啓動元件編輯器2.5.2編輯器窗口2.5.3環境設置2.6庫元件的創建2.6.1新建元件2.6.2復製元件2.6.3添加元件引腳2.6.4創建元件輪廓2.6.5編譯庫元件2.6.6查找元件2.7操作實例第3章原理圖基礎3.1原理圖功能簡介3.2項目管理器3.3原理圖分類3.3.1平坦式電路3.3.2層次電路3.3.3仿真電路3.4創建原理圖3.4.1創建平坦式電路3.4.2創建層次電路3.4.3創建仿真電路3.4.4更改文件類型3.4.5原理圖基本操作3.5電路原理圖的設計步驟第4章原理圖環境設置4.1原理圖圖紙設置4.2配置係統屬性4.2.1顔色設置4.2.2格點屬性4.2.3設置縮放窗口4.3設計嚮導設置第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對象的操作5.2.1調整元件位置5.2.2元件的復製和刪除5.2.3元件的固定5.3元件的屬性設置5.3.1屬性設置5.3.2參數設置5.3.3外觀設置5.3.4自動編號5.3.5反嚮標注第6章原理圖的電氣連接6.1原理圖連接工具6.2元件的電氣連接6.2.1導綫的繪製6.2.2總綫的繪製6.2.3總綫分支綫的繪製6.2.4自動連綫6.2.5放置手動連接6.2.6放置電路端口6.2.7放置頁間連接符6.2.8放置圖錶符6.2.9放置圖樣入口6.2.10放置電源符號6.2.11放置接地符號6.2.12放置網絡標簽6.2.13放置不連接符號6.3繪圖工具6.3.1繪製直綫6.3.2繪製多段綫6.3.3繪製矩形6.3.4繪製橢圓6.3.5繪製橢圓弧6.3.6繪製圓弧6.3.7繪製貝塞爾麯綫6.3.8放置文本6.3.9放置圖片6.4操作實例6.4.1抽水機電路6.4.2監控器電路6.4.3電源開關電路設計6.4.4串行顯示驅動器PS7219及單片機的SPI接口6.4.5存儲器接口電路6.4.6聲控變頻器電路6.4.7掃描特性電路第7章原理圖的後續處理7.1設計規則檢查7.2報錶輸齣7.2.1生成網絡錶7.2.2元器件報錶7.2.3交叉引用元件報錶7.2.4屬性參數文件7.3打印輸齣7.3.1設置打印屬性7.3.2打印區域7.3.3打印預覽7.3.4打印7.4操作實例第8章仿真電路8.1電路仿真的基本概念8.2電路仿真的基本方法8.2.1仿真電路步驟8.2.2仿真原理圖電路8.3仿真分析參數設置8.3.1直流分析（DC Sweep）8.3.2交流分析（AC Sweep/Noise）8.3.3噪聲分析（Noise Analysis）8.3.4瞬態分析(Time Domain(Transient))8.3.5傅裏葉分析(Time Domain(Transient))8.3.6靜態工作點分析（Bias Point）8.3.7濛特卡羅分析（Monte Carlo Analysis）8.3.8壞情況分析（Worst-Case/Sensitive）8.3.9參數分析（Parameter Sweep）8.3.10溫度分析（Temperature（Sweep））8.4仿真信號第9章創建PCB封裝庫9.1封裝的基本概念9.1.1常用封裝介紹9.1.2封裝文件9.2焊盤設計9.2.1焊盤分類9.2.2焊盤設計原則9.2.3焊盤編輯器9.3封裝設計9.3.1設置工作環境9.3.2使用嚮導建立封裝零件9.3.3手動建立零件封裝9.4操作實例0章印製電路闆設計10.1印製電路闆概述10.1.1印製電路闆的概念10.1.2PCB設計流程10.2設計參數設置10.3建立電路闆文件10.3.1使用嚮導創建電路闆10.3.2手動創建電路闆10.4電路闆物理結構10.4.1圖樣參數設置10.4.2電路闆的物理邊界10.4.3編輯物理邊界10.4.4放置定位孔10.5環境參數設置10.5.1設定層麵10.5.2設置柵格10.5.3顔色設置10.5.4闆約束區域10.6在PCB文件中導入原理圖網絡錶信息1章布局11.1添加Room屬性11.2擺放封裝元件11.2.1元件的手工擺放11.2.2元件的快速擺放11.3基本原則11.4自動布局11.53D效果圖11.6覆銅11.6.1覆銅分類11.6.2覆銅區域11.6.3覆銅參數設置11.7PCB設計規則2章布綫12.1基本原則12.2布綫命令12.2.1設置柵格12.2.2手動布綫12.2.3設置自動布綫的規則12.2.4自動布綫12.2.5PCB Router布綫器12.3補淚滴12.4電路闆的輸齣12.4.1報錶輸齣12.4.2生成鑽孔文件12.4.3製造數據的輸齣12.5操作實例12.5.1音樂閃光燈電路PCB設計12.5.2晶體管電路PCB設計附錄Cadence軟件的安裝參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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突破設計壁壘，精煉仿真利器：淺談現代高速電路闆設計的挑戰與應對 在電子産品日新月異的今天，高性能、高密度、高集成度的電路闆設計已成為推動科技進步的核心驅動力。尤其是在通信、計算、醫療、航空航天等前沿領域，對電路闆信號完整性、電源完整性、電磁兼容性以及熱管理的嚴苛要求，正以前所未有的速度逼近物理極限。這不僅對設計工程師提齣瞭更高的技術要求，也對設計工具和方法論提齣瞭新的挑戰。 信號完整性：從“通”到“準”的飛躍 在高速數字信號傳輸中，信號完整性（Signal Integrity，SI）的重要性不言而喻。曾經，我們隻要關注信號能否正確地從源端傳輸到目的端即可。然而，隨著信號速率的提升，電路闆上的互連綫不再僅僅是“導綫”，而是變成瞭復雜的傳輸綫。這些傳輸綫會引入各種信號失真，如反射、串擾、衰減、時序抖動等。 反射的産生源於傳輸綫上阻抗的不匹配，當信號在傳輸綫上遇到阻抗變化的區域，一部分能量會被反射迴源端，與原始信號疊加，導緻信號波形失真，甚至可能引起誤碼。為瞭抑製反射，精確的阻抗控製成為設計的重中之重。這意味著PCB製造工藝需要達到極高的精度，對疊層設計、介質材料的選取、綫寬綫距的控製都有著嚴格的規定。 串擾，也稱為互耦閤，是指相鄰信號綫之間相互影響，導緻信號綫上的信號受到乾擾。在高密度布綫環境下，信號綫間的距離越來越近，串擾效應愈發顯著。其影響包括對目標信號造成噪聲乾擾，降低信噪比，甚至引發時序錯誤。為瞭降低串擾，需要采取諸如增加信號綫間距、閤理規劃信號綫的走嚮、使用差分對布綫以及考慮地綫屏蔽等策略。 衰減則是在信號傳輸過程中，信號能量隨著距離的增加而逐漸減弱。尤其是在高頻信號下，集膚效應和介質損耗會加劇信號的衰減，導緻信號幅度降低，上升沿和下降沿變緩，從而影響信號的判讀。選擇低損耗的PCB介質材料，以及優化布綫長度，是減緩衰減的有效途徑。 時序抖動，是指信號的實際到達時間與其理想到達時間之間的偏差。高速信號對時序的要求極為苛刻，微小的抖動都可能導緻係統誤判。噪聲、串擾、反射以及電源的波動都會加劇時序抖動。因此，保證信號的時序精度，是實現高速數據傳輸的關鍵。 電源完整性：穩定是可靠的基石 與信號完整性相輔相成的是電源完整性（Power Integrity，PI）。高速工作的芯片需要瞬時、穩定的電流供應，任何電源電壓的波動都可能導緻芯片性能下降，甚至觸發係統崩潰。電源完整性問題主要體現在電源噪聲、壓降（IR Drop）以及去耦能力不足。 電源噪聲通常源於開關電源産生的紋波，以及數字芯片開關活動産生的電流噪聲。這些噪聲會耦閤到敏感的信號綫上，影響信號的質量。為瞭降低電源噪聲，需要采用高效的濾波電路，並在PCB上閤理布局去耦電容。 壓降，顧名思義，是指電流流過電源分配網絡（PDN）時産生的電壓損失。在電流需求較大的芯片附近，如果PDN的阻抗過高，就會導緻電壓下降，影響芯片的正常工作。優化PDN的設計，包括閤理的電源層和地綫層布局、多點供電以及減小連接的阻抗，是解決壓降問題的關鍵。 去耦電容的作用是在芯片需要瞬時大電流時，提供快速的能量補充，從而維持電源電壓的穩定。選擇閤適容值、ESR（等效串聯電阻）和ESL（等效串聯電感）的去耦電容，並將其放置在靠近芯片電源引腳的位置，是保證電源完整性的重要手段。 電磁兼容性：和諧共存的藝術 隨著電子設備的集成度越來越高，PCB的電磁輻射和抗乾擾能力也成為設計中的重要考量。電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）的目標是讓設備在自身産生的電磁環境中正常工作，並且不乾擾其他設備。 PCB的電磁輻射主要來源於高速信號的開關活動、不匹配的傳輸綫以及不閤理的接地設計。這些輻射可能對周圍的電子設備造成乾擾，甚至引發電磁汙染。為瞭抑製電磁輻射，需要采取諸如減小信號的迴流路徑長度、優化天綫效應、使用屏蔽罩以及良好的接地設計等措施。 抗乾擾能力則指PCB抵抗外部電磁乾擾的能力。PCB可能會受到外部電磁場的侵擾，導緻信號失真或工作異常。通過良好的屏蔽設計、濾波電路以及差分信號傳輸，可以有效提高PCB的抗乾擾能力。 熱管理：隱藏的性能殺手 在高性能電子産品中，功率損耗是不可避免的，而功率損耗的主要錶現形式就是發熱。如果産生的熱量不能及時有效地散發齣去，就會導緻PCB溫度升高，從而影響元件的可靠性和壽命，甚至造成性能下降。 熱管理並非僅僅是簡單的散熱片安裝。它涉及到一個係統的工程，包括對PCB材料熱導率的選擇、元件的布局、散熱風道的規劃、以及在必要時采用主動散熱技術（如風扇、熱管等）。精確的熱分析和仿真，能夠幫助工程師預測PCB的溫度分布，並優化散熱設計，確保産品在各種工作條件下都能穩定運行。 仿真工具的價值：從“試錯”到“預判” 在現代高速電路闆設計中，純粹的“試錯”方法已不再可行。高昂的研發成本和緊迫的市場周期，迫使工程師們必須依賴強大的仿真工具來預測和優化設計。這些仿真工具能夠模擬物理世界中復雜的電磁、熱、力學等現象，幫助工程師在設計早期發現潛在問題，從而避免昂貴的物理原型製作和反復修改。 專業的電路闆設計與仿真軟件，能夠對信號完整性、電源完整性、電磁兼容性以及熱場進行精確的仿真分析。通過在仿真環境中調整設計參數，工程師可以快速評估不同設計方案的優劣，找到最優的解決方案。例如，仿真工具可以幫助工程師精確計算傳輸綫的阻抗，分析不同布綫方式下的串擾程度，預測電源分配網絡的壓降情況，評估EMC輻射水平，以及分析熱點的溫度分布。 展望未來：挑戰與機遇並存 隨著技術的發展，電子産品的性能要求將持續攀升，高速電路闆設計將麵臨前所未有的挑戰。例如，更高頻率的信號傳輸，更小的封裝尺寸，以及更復雜的互連結構，都將對設計和仿真提齣更高的要求。同時，人工智能和機器學習等新興技術，也可能在未來的電路闆設計和仿真過程中發揮越來越重要的作用，例如輔助進行布局布綫優化，智能預測設計風險等。 在這個不斷發展的領域，深入理解高速電路闆設計的核心原理，熟練掌握先進的設計方法和仿真工具，將是每位工程師取得成功的關鍵。通過不斷學習和實踐，纔能在技術浪潮中立於不敗之地，設計齣引領未來科技發展的優秀産品。

評分☆☆☆☆☆

從作者的敘事風格來看，文字中透露齣一種嚴謹而又略帶幽默的工程師特有的務實精神。他避免瞭過度學術化的晦澀術語堆砌，而是用非常清晰的邏輯鏈條來組織復雜的概念。例如，在討論PCB疊層設計時，他將不同的介質層比喻成“信號的高速公路”，並根據不同信號的速度要求，像規劃交通流量一樣來安排布綫優先級。這種類比的使用，使得原本枯燥的介電常數、損耗角正切等參數變得直觀易懂。再者，書中引用瞭大量的案例研究——雖然是脫敏處理過的——但這些案例的背景描述，比如“某醫療設備因為高頻切換導緻的瞬態噪聲”、“某服務器主闆在內存通道交叉處的串擾問題”，極大地增強瞭閱讀的代入感。每當讀到一個關鍵性的結論時，作者總會附帶一句精闢的小結，仿佛身邊有一位經驗豐富的前輩在耳提麵命，耐心解答每一個疑問。這種親和力與專業性的完美結閤，讓閱讀體驗提升瞭一個檔次。

評分☆☆☆☆☆

這本書在仿真工具的應用集成方麵做得非常齣色，它清晰地展示瞭Cadence工具鏈（特彆是Spectre/Sigrity/HyperLynx等模塊）如何協同工作來完成一個端到端的高速設計驗證流程。它不僅僅是獨立講解各個工具的功能，更側重於數據如何在不同模塊間無縫傳遞和轉換。比如，從Allegro的物理設計數據如何導齣到Sigrity進行全波仿真，再到仿真結果如何迴饋到布局布綫階段進行修正，這一係列流程的銜接點都被明確指齣，並且詳細說明瞭數據格式的兼容性和可能遇到的版本問題。對於那些正在嚮更高級的SoC或高速SerDes接口設計過渡的工程師來說，掌握這種跨工具鏈的驗證方法論至關重要。書中關於IBIS-AMI模型的應用和驗證流程，更是體現瞭作者對當前行業前沿標準的深刻理解，確保瞭設計不僅在物理上可行，在電氣性能上也滿足最新的行業規範要求，這一點對於追求極緻性能和可靠性的項目是不可或缺的基石。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是一絕，封麵采用瞭啞光處理，手感細膩光滑，拿在手裏感覺非常沉穩大氣。字體排版也很有講究，主標題“Cadence 16.6”用瞭略帶科技感的襯綫字體，清晰有力，而副標題“高速電路闆設計與仿真”則選擇瞭更為現代的無襯綫字體，整體視覺效果非常和諧。內頁紙張厚實，不是那種廉價的反光紙，閱讀起來眼睛很舒服，即使長時間盯著屏幕旁的電路圖和復雜的仿真波形，也不會感到明顯的疲勞。裝訂工藝看得齣是下瞭功夫的，書脊平整，即使頻繁翻閱，也沒有齣現散頁或者鬆動的跡象。我特彆留意瞭圖文的對比度，插圖的綫條非常銳利，色彩還原度也很高，那些復雜的疊層結構圖和EMC/EMI的分析圖示，細節都清晰可見，這對於我們理解抽象的電磁理論和物理布局之間的關聯至關重要。可以說，光是這本書的外在包裝和印刷質量，就已經體現瞭齣版方對專業書籍應有品質的堅持，讓人在還未深入內容時，就對它所承載的知識産生瞭莫名的信賴感。這種對細節的極緻追求，在如今這個追求快速齣貨的時代，是越來越少見瞭，非常值得贊賞。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和廣度令人印象深刻，它顯然不是一本給初學者的入門讀物，而是麵嚮有一定基礎、渴望精進的資深設計人員的“進階秘籍”。作者在基礎知識的鋪墊上相當剋製，直接切入瞭高速設計的核心痛點，比如串擾的頻譜分析、電源完整性（PI）與信號完整性（SI）的耦閤效應建模。尤其是在信號完整性部分，對於眼圖的解讀和抖動的量化分析，描述得極其到位，不僅解釋瞭眼圖的各個參數（如Jitter、Eye Height/Width）的物理意義，還結閤瞭不同封裝材料和互連結構對眼圖模闆的影響進行瞭深入的探討。我感覺作者對EMC的理解非常深刻，書中對輻射源的識彆和抑製策略，不再是泛泛而談的“加屏蔽罩”或“加去耦電容”，而是細緻到瞭PCB布局中關鍵環路的麵積控製、電流迴流路徑的優化，以及如何利用邊界掃描技術輔助定位潛在的發射源。這種自上而下的係統性論述，幫助讀者構建瞭一個完整的高速設計思維框架，而非僅僅掌握幾個孤立的技巧。

評分☆☆☆☆☆

我個人關注的重點在於那些涉及實際操作流程和疑難排解的章節，這本書在這一點上，可以說提供瞭一個非常詳盡的、近乎手把手的指南。它沒有停留在理論的闡述上，而是深入到瞭Cadence軟件實際操作界麵的每一個關鍵按鈕和參數設置的深層含義。例如，在談到差分信號的阻抗匹配時，書中不僅給齣瞭公式推導，更直接展示瞭如何在Allegro環境中，通過調整走綫寬度、間距以及參考平麵變化來動態控製特徵阻抗，並且配上瞭詳盡的截圖和標注，每一個步驟都標注瞭“為什麼”要這麼做，而不是僅僅告知“怎麼做”。我記得有一章專門講解瞭如何處理高速信號的過孔電感效應，作者彆齣心裁地引入瞭一係列不同過孔結構（盲孔、埋孔、通孔）在特定頻率下的S參數模型對比，這種實戰導嚮的分析方法，極大地縮短瞭從理論認知到工程實踐之間的距離。對於我這種需要快速在新項目中部署新設計規範的工程師來說，這種“實戰工具書”式的敘述方式，簡直是救命稻草，省去瞭大量自己摸索和試錯的時間成本。