基於Cadence Allegro的FPGA高速闆卡設計 電子與通信 書籍 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• Cadence Allegro
• FPGA
• 高速闆卡
• PCB設計
• 電子工程
• 通信工程
• 信號完整性
• 電源完整性
• EMC
• 設計實踐

店鋪： 蔚藍書店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121341120

商品編碼：29762747874

商品基本信息，請以下列介紹為準
商品名稱：	基於Cadence Allegro的FPGA高速闆卡設計 電子與通信 書籍
作者：	深圳市英達維諾電路科技有限公司
定價：	79.0
齣版社：	電子工業齣版社
齣版日期：	2018-05-01
ISBN：	9787121341120
印次：
版次：	1
裝幀：	平裝-膠訂
開本：	16開

內容簡介

本書以Cadence公司目前的主流版本Allegro16.6工具為基礎，詳細介紹瞭基於FPGA的高速闆卡PCB設計的整個流程。其中的設計方法和設計技巧更是結閤瞭筆者多年的設計經驗。全書共18章，主要內容除瞭介紹軟件的一些基本作和技巧外，還包括高速PCB設計的精華內容，如層疊阻抗設計、高速串行信號的處理、射頻信號的PCB設計、PCIe的基礎知識及其金手指的設計要求，是在規則設置方麵結閤案例做瞭具體的分析和講解。本書結閤具體的案例展開，其內容旨在告訴讀者如何去做項目，每個流程階段的設計方法是怎樣的，哪些東西該引起我們的注意和重視，一些重要的模塊該如何去處理等。結閤實際的案例，配閤大量的圖錶示意，並配備實際作視頻，力圖針對該闆卡案例，以*直接、簡單的方式，讓讀者更快地掌握其中的設計方法和技巧，因此實用性和專業性強。書中的技術問題及後期推齣的一係列增值視頻，會通過論壇（www.dodopcb.com)進行交流和公布，讀者可交流與下載。

目錄

目錄 1.1 OrCAD導齣Allegro網錶 1.2 Allegro 導入OrCAD網錶前的準備 1.3 Allegro導入OrCAD網錶 1.4 放置元器件 1.5 OrCAD導齣Allegro網錶常見錯誤解決方法 1.5.1 位號重復 1.5.2 未分配封裝 1.5.3 同一個Symbol中齣現Pin Number重復 1.5.4 同一個Symbol中齣現Pin Name重復 1.5.5 封裝名包含非法字符 1.5.6 元器件缺少Pin Number 1.6 Allegro導入OrCAD網錶常見錯誤解決方法 1.6.1 導入的路徑沒有文件 1.6.2 找不到元器件封裝 1.6.3 缺少封裝焊盤 1.6.4 網錶與封裝引腳號不匹配 第2章 LP Wizard和Allegro創建封裝 2.1 LP Wizard的安裝和啓動 2.2 LP Wizard軟件設置 2.3 Allegro軟件設置 2.4 運用LP Wizard製作SOP8封裝 2.5 運用LP Wizard製作QFN封裝 2.6 運用LP Wizard製作BGA封裝 2.7 運用LP Wizard製作Header封裝 2.8 Allegro元件封裝製作流程 2.9 導齣元件庫 2.10 PCB上更新元件封裝 第3章 快捷鍵設置 3.1 環境變量 3.2 查看當前快捷鍵設置 3.3 Script的錄製與快捷鍵的添加 3.4 快捷鍵的常用設置方法 3.5 skill的使用 3.6 Stroke錄製與使用 第4章 Allegro設計環境及常用作設置 4.1 User Preference常用作設置 4.2 Design Parameter Editor參數設置 4.2.1 Display選項卡設置講解 4.2.2 Design選項卡設置講解 4.3 格點的設置 4.3.1 格點設置的基本原則 4.3.2 Allegro格點的設置方法及技巧 第5章 結構 5.1 手工繪製闆框 5.2 導入DXF文件 5.3 重疊頂、底層DXF文件 5.4 將DXF中的文字導入到Allegro 5.5 Logo導入Allegro 5.6 閉閤的DXF轉換成闆框 5.7 不閉閤的DXF轉換成闆框 5.8 導齣DXF結構圖 第6章 布局 6.1 Allegro布局常用作 6.2 飛綫的使用方法和技巧 6.3 布局的工藝要求 6.3.1 特殊元件的布局 6.3.2 通孔元件的間距要求 6.3.3 壓接元件的工藝要求 6.3.4 相同模塊的布局 6.3.5 PCB闆輔助邊與布局 6.3.6 輔助邊與母闆的連接方式：V-CUT和郵票孔 6.4 布局的基本順序 6.4.1 整闆禁布區的繪製 6.4.2 交互式布局 6.4.3 結構件的定位 6.4.4 整闆信號流嚮規劃 6.4.5 模塊化布局 6.4.6 主要關鍵芯片的布局規劃 第7章 層疊阻抗設計 7.1 PCB闆材的基礎知識 7.1.1 覆銅闆的定義及結構 7.1.2 銅箔的定義、分類及特點 7.1.3 PCB闆材的分類 7.1.4 半固化片（prepreg或pp）的工藝原理 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 基材常見的性能指標 7.1.8 pp（半固化片）的規格 7.1.9 pp壓閤厚度的計算說明 7.1.10 多層闆壓閤後理論厚度計算說明 7.2 阻抗計算（以一個8層闆為例） 7.2.1 微帶綫阻抗計算 7.2.2 帶狀綫阻抗計算 7.2.3 共麵波導阻抗計算 7.2.4 阻抗計算的注意事項 7.3 層疊設計 7.3.1 層疊和阻抗設計的幾個階段 7.3.2 PCB層疊方案需要考慮的因素 7.3.3 層疊設置的常見問題 7.3.4 層疊設置的基本原則 7.3.5 什麼是假8層 7.3.6 如何避免假8層 7.4 fpga高速闆層疊阻抗設計 7.4.1 生益的S1000-2闆材參數介紹 7.4.2 fpga闆層疊確定 7.4.3 Cross Section界麵介紹 7.4.4 12層闆常規層壓結構 7.4.5 PCIe闆卡各層銅厚、芯闆及p

《 FPGA 高速電路闆設計：原理、實踐與優化 》 內容簡介 在當今信息技術飛速發展的時代，高性能電子設備對電路闆設計提齣瞭前所未有的挑戰。FPGA（現場可編程門陣列）作為一種高度靈活且強大的可編程邏輯器件，已成為實現復雜數字係統和高速信號處理的關鍵組件。然而，將FPGA集成到實際的高速電路闆中，需要深入理解其電氣特性、信號完整性、電源完整性以及EMI/EMC等諸多關鍵技術。本書旨在全麵、深入地闡述FPGA高速電路闆設計的核心原理、實踐方法以及高級優化技巧，為工程師提供一套係統性的指導，幫助他們成功設計齣性能卓越、穩定可靠的高速FPGA係統。 本書內容涵蓋瞭從基礎理論到工程實踐的各個層麵，力求理論與實踐相結閤，幫助讀者建立紮實的理論基礎，並掌握實際應用中的關鍵技能。 第一部分：FPGA 高速電路設計基礎 本部分將為讀者奠定堅實的高速電路設計理論基礎。 FPGA 架構與高速接口特性剖析：深入解析FPGA內部結構，包括邏輯單元、布綫資源、時鍾網絡、I/O接口等。重點關注不同類型FPGA（如Spartan、Virtex、Stratix、Arria等係列）的特點及其在高頻率下的工作機製。詳細講解FPGA高速接口的類型，如DDR3/4/5、PCIe Gen3/4/5、Gigabit Ethernet、USB 3.x/4、SFP+/QSFP+等，分析其電氣規範、信號時序要求和設計注意事項。 信號完整性（SI）原理與分析：信號完整性是高速電路設計的生命綫。本章將係統介紹信號傳輸的物理現象，包括反射、串擾、損耗、阻抗失配等。講解傳輸綫理論，包括伯特蘭方程、史密斯圓圖的應用，以及如何計算和控製傳輸綫的阻抗。詳細闡述SI仿真的重要性，介紹時域和頻域分析方法，以及常用的SI仿真工具（如HyperLynx SI、ADS、Sigrity等）的使用技巧。分析PCB材料的介電常數、損耗因子等對信號傳輸的影響。 電源完整性（PI）原理與設計：穩定可靠的電源供應是FPGA正常工作的基石。本章將深入探討PI問題，包括電壓跌落（IR Drop）、地彈（Ground Bounce）、電源噪聲等。講解PI仿真的原理和方法，介紹電源分配網絡（PDN）的設計原則，包括去耦電容的選擇、布局、容量計算，以及電源軌的阻抗控製。分析不同類型穩壓器（LDO、DC-DC）對電源質量的影響。 電磁兼容性（EMC）與電磁乾擾（EMI）：高速信號的快速變化容易産生電磁輻射，影響其他設備，也可能受到外部乾擾。本章將介紹EMC/EMI的基本原理，包括輻射源、傳播路徑和接收機製。講解PCB布局布綫對EMC/EMI的影響，如環路麵積、信號迴流路徑、屏蔽等。介紹EMC/EMI的測試標準和方法，以及PCB設計中降低EMI的常用技巧，如差分信號的布綫、接地設計、濾波等。 高速時鍾與抖動管理：時鍾信號是高速數字係統的脈搏。本章將深入分析高速時鍾的特性，包括頻率、占空比、上升/下降時間等。重點講解時鍾抖動（Jitter）的産生原因、分類（隨機抖動、確定性抖動）及其對係統性能的影響。介紹時鍾樹的優化設計，包括時鍾緩衝器、時鍾分配器的選擇與布局，以及時鍾信號的布綫技巧，以最小化時鍾抖動。 高速PCB設計規則與約束：不同FPGA廠商和不同係列的FPGA都有其特定的PCB設計規則和約束（Design Rule）。本章將梳理和總結主流FPGA器件的PCB設計指南，包括走綫寬度、間距、過孔設計、層疊結構、阻抗匹配等。講解如何在EDA工具中設置和管理這些設計規則，以確保PCB設計符閤FPGA器件的要求。 第二部分：FPGA 高速闆卡設計實踐 在掌握瞭基礎理論後，本部分將引導讀者進行實際的FPGA高速闆卡設計。 FPGA 選型與接口定義：根據項目需求，如何選擇最適閤的FPGA器件，包括邏輯容量、性能、功耗、I/O接口類型和數量等。詳細講解如何根據FPGA數據手冊定義高速接口信號，如DDR內存接口、PCIe接口、高速串行接口等的物理引腳分配和電氣特性。 PCB Layout 策略與技巧： 層疊結構設計：根據信號速率和層數需求，閤理規劃PCB的層疊結構，確保信號層與參考平麵之間的緊密耦閤，優化阻抗控製和信號完整性。 關鍵信號布綫：詳細講解差分信號、單端高速信號、時鍾信號、復位信號等的布綫規則。包括等長、等距、蛇形走綫、避讓、串擾抑製等技巧。 電源與地網絡設計：優化電源和地平麵的設計，確保足夠的電流承載能力和最小的阻抗。閤理布局去耦電容，有效抑製電源噪聲。 FPGA 封裝與散熱設計：分析不同FPGA封裝（如BGA、QFP）的特性，講解BGA封裝的焊盤設計、過孔策略（如微過孔、盲/埋過孔）以及散熱解決方案，如散熱片、風扇、熱電偶等。 連接器與接口布局：閤理布局外部連接器，考慮信號的走嚮和長度，減少信號的耦閤和乾擾。 高速接口設計實例： DDR SDRAM 接口設計：從DDR PHY的配置、PCB走綫規則（長度匹配、阻抗控製、拓撲結構），到調試和驗證，提供詳細的設計流程和注意事項。 PCIe 接口設計：講解PCIe物理層（PHY）的要求，差分信號的布綫、阻抗控製、連接器選擇，以及信號完整性和眼圖的分析。 高速串行接口（如SFP+/QSFP+）設計：重點關注阻抗匹配、損耗控製、連接器的選擇以及光模塊的協同設計。 FPGA 內部時序約束與綜閤：講解如何在HDL代碼中編寫時序約束（SDC文件），確保FPGA內部邏輯的時序滿足設計要求。分析綜閤後的時序報告，識彆並解決時序違例問題。 PCB Layout 後的 SI/PI/EMC 仿真與驗證：介紹如何利用仿真工具對完成Layout的PCB進行SI、PI和EMC分析。如何根據仿真結果優化Layout，例如調整走綫寬度、增加去耦電容、修改層疊結構等。講解眼圖測試、S參數測試、時域反射（TDR）測試、差分阻抗測試等實際測量手段。 第三部分：FPGA 高速闆卡設計進階與優化 本部分將深入探討一些高級的設計主題和優化策略，以應對更嚴苛的設計挑戰。 先進的信號完整性分析技術： 眼圖分析與優化：深入理解眼圖的各項參數，以及如何通過PCB設計優化眼圖的質量。 損耗分析與補償：分析PCB材料損耗、連接器損耗、焊盤損耗等，並探討補償技術（如信號衰減補償器）。 多闆互聯與背闆設計：當係統規模擴大，需要多塊PCB闆互聯時，如何設計高效的背闆和連接方案，並考慮信號完整性。 高級電源完整性設計： 多電壓軌與低壓差分信號（LVDS）電源設計：針對復雜的FPGA係統，設計多路不同的電源軌，以及對LVDS等低電壓差分信號的電源要求。 瞬態響應與濾波設計：優化電源的瞬態響應，有效濾除電源噪聲，確保FPGA在各種工作負載下的穩定性。 EMC/EMI 問題的深度剖析與解決方案： 輻射源識彆與抑製：深入分析PCB上可能産生EMI的信號源，並提供有效的抑製方法，如低阻抗迴流路徑、濾波、屏蔽等。 傳導乾擾的控製：分析PCB上的傳導乾擾，並設計有效的濾波和隔離方案。 EMC/EMI 測試與認證：講解EMC/EMI測試的標準和流程，以及如何通過設計來滿足相關的認證要求。 高速串行器/解串器（SerDes）接口設計：詳細講解FPGA內嵌SerDes的架構、配置和使用，以及相關的PCB設計要求，如差分阻抗、迴流路徑、信號耦閤等。 高級布綫技術與仿真優化： HDI（高密度互連）PCB 設計：介紹HDI技術在高速PCB設計中的應用，如微過孔、疊孔、埋盲孔等，以及如何利用HDI技術提高布綫密度和性能。 協同仿真與參數提取：介紹如何將PCB布局布綫信息與FPGA設計工具進行協同仿真，以及如何進行精確的S參數提取。 FPGA 工藝與封裝的協同設計：深入理解FPGA的製造工藝和封裝技術對高速信號傳輸的影響，並進行相應的協同設計。 生産製造與可測試性設計（DFT）：考慮PCB的可製造性，簡化生産流程。在設計階段融入可測試性設計，為後續的生産測試和故障診斷做好準備。 第四部分：工具鏈與案例分析 本部分將聚焦於實際的設計工具和工業界的成功案例。 主流 EDA 工具的使用與技巧： 原理圖設計工具（如Altium Designer、OrCAD Capture）：講解原理圖繪製、元器件選擇、網絡錶生成等。 PCB Layout 工具（如Altium Designer、Allegro）：重點講解高速PCB的布局、布綫、規則設置、層疊定義、DRC/LVS檢查等。 SI/PI/EMC 仿真工具（如HyperLynx、ADS、Sigrity）：介紹這些工具在高速設計流程中的應用，如何進行仿真設置、結果分析和優化。 FPGA 開發套件：簡要介紹FPGA廠商提供的開發套件，如Vivado、Quartus Prime，以及其在IP集成、時序約束、綜閤、布局布綫、比特流生成等方麵的功能。 高速闆卡設計流程與管理：梳理一套完整的FPGA高速闆卡設計流程，從需求分析、方案設計、原理圖繪製、PCB Layout、仿真驗證、製闆、調試到最終産品交付。強調流程中的關鍵節點和質量控製點。 工業界成功案例分析：選取實際項目中的典型高速FPGA闆卡設計案例，如高性能計算加速卡、通信基站射頻前端、高速采集卡、醫療影像設備等，深入剖析其設計挑戰、解決方案和最終成果。通過這些案例，讀者可以更直觀地理解本書所介紹的理論和實踐技術。 未來趨勢展望：簡要探討FPGA技術和高速電路闆設計領域的最新發展趨勢，如更高頻率的接口、更先進的封裝技術、AI在設計中的應用等。 目標讀者 本書麵嚮以下讀者群體： 電子工程、通信工程、計算機科學與技術等相關專業的在校學生：為他們提供紮實的理論基礎和實踐指導，為未來的職業生涯打下堅實基礎。 在職的硬件工程師、嵌入式工程師、FPGA開發工程師：幫助他們提升在高速電路闆設計領域的專業技能，解決實際工作中遇到的難題。 對FPGA高速電路闆設計感興趣的業餘愛好者和技術探索者：提供係統性的學習路徑和豐富的實踐指導。 本書特色 內容全麵深入：涵蓋瞭FPGA高速闆卡設計的各個關鍵環節，從基礎理論到高級優化，無所不包。 理論與實踐相結閤：注重理論知識的講解，並結閤大量的實際工程案例和技巧，指導讀者動手實踐。 圖文並茂，易於理解：配以豐富的圖示、錶格和代碼示例，使復雜的概念更加直觀易懂。 貼近工程實際：以解決實際工程問題為導嚮，提供切實可行的設計方法和解決方案。 緊跟技術前沿：關注當前和未來的技術發展趨勢，使讀者能夠掌握最先進的設計理念和技術。 通過閱讀本書，讀者將能夠係統地掌握FPGA高速電路闆設計的核心技術，從容應對日益復雜和高速化的電子係統設計挑戰，設計齣高性能、高可靠性的FPGA産品。

評分☆☆☆☆☆

我個人對這本書的價值評估，主要基於它在“設計規範化”方麵給予的巨大幫助。在進行大型、多人協作的FPGA闆卡設計時，如何確保所有人的設計都符閤預設的電氣性能標準是關鍵。這本書詳盡地介紹瞭如何在Cadence環境中建立和維護一套完整的、可追溯的設計約束集。它不僅僅是教你如何使用Allegro，更是在傳遞一種係統化的、麵嚮性能的設計哲學。作者在講解布綫策略時，非常強調與FPGA廠商提供的設計指南的對接，這一點非常關鍵，避免瞭因不兼容而導緻的返工。如果非要挑剔，我希望書中能對高速設計中的熱管理（Thermal Management）部分能有更深入的討論，尤其是在高功耗FPGA的散熱設計中，如何與Allegro的物理設計流程相結閤，進行熱仿真和優化，這是一個與信號/電源完整性同等重要的課題，目前的覆蓋略顯單薄。盡管如此，這本書依然是高速PCB設計領域不可多得的優秀參考資料。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常嚴謹且專業，沒有過多的修飾，直奔主題，這對於追求效率的工程師來說是極大的福音。它深入探討瞭高速設計中的“魔鬼細節”，例如過孔的等效電感對時序的影響，以及在PCB邊緣如何處理信號的過衝和下衝。作者對於信號完整性仿真結果的解讀是這本書的一大亮點，他教會讀者如何區分“仿真僞影”和“真實物理問題”，這在許多初級讀物中是缺失的。對於那些希望將設計能力從“能布通”提升到“能跑穩”階段的工程師，這本書提供瞭必要的知識框架和技術深度。不足之處在於，對於Allegro軟件界麵的迭代更新可能存在滯後性，畢竟軟件版本變化較快，某些菜單路徑和圖標可能與最新版本略有齣入，但這並不影響核心設計理念的傳達，需要讀者自行適應軟件的微小變化。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個項目中急需提升PCB設計能力時找到這本書的，坦白說，初看時感覺內容有點“硬核”，很多術語和概念需要結閤實際操作來消化。這本書的優點在於它不是那種空泛地談論“做好設計”的書，而是深入到瞭具體工具的操作層麵。對於Allegro布局布綫器的那些專業技巧，比如如何高效地管理差分對、如何進行層疊優化以及復雜的阻抗控製設置，作者都詳細拆解瞭操作步驟。我特彆喜歡它在講解約束設置時的邏輯性，先講原理，再示範如何在軟件中將其轉化為可執行的規則，這極大地幫助我理清瞭設計意圖與軟件實現之間的關係。然而，對於非硬件工程師背景的讀者（比如我最初的軟件背景），可能需要花費更多時間去理解其背後的電磁學原理，書中對這些理論背景的鋪墊相對較少，更側重於“如何做”而非“為何如此做”。總體來說，這本書更像是一位經驗豐富的老工程師手把手帶你入門實戰環節的工具書，而不是一本純理論教材。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構編排非常符閤我的閱讀習慣，它不像很多教材那樣枯燥地堆砌公式和定義，而是采用瞭一種項目驅動式的敘事方式。讀者可以清晰地看到一個復雜的高速電路闆是如何一步步從概念走嚮物理實現的。我發現它在處理多層闆堆疊和電源分配網絡（PDN）設計這一塊做得尤為齣色。特彆是關於去耦電容的選型和布局策略，書中提供瞭一套清晰的決策樹，避免瞭我們在實際設計中因為電容組閤過多而産生的睏惑。此外，作者對設計規則檢查（DRC）和物理驗證（LVS/DRC/Extract）的重視程度也值得稱贊，強調瞭驗證是設計周期的生命綫。如果一定要提改進意見，我覺得如果在特定章節能穿插一些實際的失敗案例分析，並展示如何用Allegro工具反嚮推導齣問題所在，那這本書的實用價值會再上一個颱階。現在的案例偏嚮於“成功路徑展示”，而對“陷阱規避”的描述還可以更生動一些。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量真的挺不錯，拿在手裏感覺挺有分量的。內容上，作者對整個設計流程的把握非常到位，從最初的係統規劃到後期的物理實現，每一步都講解得非常細緻。尤其是一些關鍵的設計點，比如電源完整性（PI）和信號完整性（SI）的分析，書裏給齣瞭很多實用的仿真和驗證方法，對於初學者來說非常有指導意義。我印象最深的是關於高速通道設計的那幾章，作者沒有停留在理論層麵，而是結閤具體的案例，展示瞭如何在實際項目中應對各種復雜的電磁兼容性（EMC）問題。不過，有一點稍顯遺憾，可能由於篇幅所限，對最新的高速串行接口標準，比如PCIe Gen5或更高版本的細節探討略顯保守，希望後續版本能增加更多前沿技術的剖析，畢竟高速設計領域日新月異，緊跟技術前沿至關重要。總的來說，這是一本紮實的技術手冊，適閤有一定基礎，希望深入理解Allegro在高速PCB設計中應用的技術人員閱讀。