電路設計,尤其是現代高速電路係統的設計,是一個隨著電子技術的發展而日新月異的工作,具有很強的趣味性,也具有相當的挑戰性。《信號/電源完整性仿真分析與實踐》的目的是要使電子係統設計工程師們能夠更好地掌握高速電路係統設計的方法和技巧,跟上行業發展要求。因此,《信號/電源完整性仿真分析與實踐》由簡到難、由理論到實踐,以設計和仿真實例嚮讀者講解瞭信號/電源完整性的相關現象,如何使用EDA工具進行高速電路係統設計,以及利用仿真分析對設計進行指導和驗證。此書的所有實例將在Mentor公司的HyperLynx相關工具中實現。
第1篇 基礎理論篇
第1章 高速係統設計簡介
1.1 PCB設計技術迴顧
1.2 什麼是“高速”係統設計
1.3 如何應對高速係統設計
1.3.1 理論作為指導和基準
1.3.2 積纍實踐經驗
1.3.3 平衡時間與效率
1.4 小結
第2章 高速係統設計理論基礎
2.1 微波電磁波簡介
2.2 微波傳輸綫
2.2.1 微波等效電路物理量
2.2.2 微波傳輸綫等效電路
2.3 電磁波傳輸和反射
2.4 微波傳輸介質
2.4.1 微帶綫(Microstrip Line)
2.4.2 微帶綫的損耗
2.4.3 帶狀綫(Strip Line)
2.4.4 同軸綫(Coaxial Line)
2.4.5 雙絞綫(Twist Line)
2.4.6 差分傳輸綫
2.4.7 差分阻抗
2.5 “阻抗”的睏惑
2.5.1 阻抗的定義
2.5.2 為什麼要考慮阻抗
2.5.3 傳輸綫的結構和阻抗
2.5.4 瞬時阻抗和特徵阻抗
2.5.5 特徵阻抗和信號完整性
2.5.6 為什麼是50Ω
2.6 阻抗的測量
2.7 “阻抗”的睏惑之答案
2.8 趨膚效應
2.9 傳輸綫損耗
2.10 小結
第3章 信號/電源完整性
3.1 什麼是信號/電源完整性
3.2 信號完整性問題分類
3.3 高頻信號傳輸的要素
3.4 反射的産生和預防
3.4.1 反射的産生
3.4.2 反射的消除和預防
3.5 串擾的産生和預防
3.5.1 串擾的産生
3.5.2 串擾的預防與消除
3.6 電源完整性分析
3.6.1 電源係統設計目標
3.6.2 電源係統設計方法
3.6.3 電容的理解
3.6.4 電源係統分析方法
3.6.5 電源建模和仿真算法
3.6.6 SSN分析和應用
3.7 電磁兼容性EMC和電磁乾擾EMI
3.7.1 EMC/EMI 和信號完整性的關係
3.7.2 産生EMC/EMI問題的根源
3.8 正確認識迴流路徑(參考平麵)
3.8.1 什麼是高頻信號的迴流路徑
3.8.2 迴流路徑的選擇
3.8.3 迴流路徑的連續一緻性
3.9 影響信號完整性的其他因素
3.10 小結
第2篇 軟件操作篇
第4章 Mentor高速係統設計工具
4.1 Mentor高速係統設計流程
4.2 約束編輯係統(Constrain Editor System)
4.3 信號/電源完整性分析工具:HyperLynx
4.3.1 HyperLynx的工具架構
4.3.2 HyperLynx的通用性
4.3.3 HyperLynx的易用性
4.3.4 HyperLynx的實用性
4.3.5 Mentor高速仿真技術的發展趨勢
4.4 前仿和後仿
4.5 HyperLynx -LineSim使用簡介
4.5.1 分析前準備工作
4.5.2 建立信號網絡
4.5.3 設置仿真條件
4.5.4 仿真結果和約束設置
4.6 HyperLynx-BoardSim使用簡介
4.6.1 設計文件的導入
4.6.2 設置仿真條件
4.6.3 關鍵網絡分析
4.6.4 多闆聯閤仿真
4.7 HyperLynx -3DEM簡介
4.8 小結
第5章 高速係統仿真分析和設計方法
5.1 高速電路設計流程的實施條件分析
5.2 IBIS模型
5.2.1 IBIS模型介紹
5.2.2 IBIS模型的生成和來源
5.2.3 IBIS模型的常見錯誤及檢查方法
5.2.4 IBIS文件介紹
5.2.5 如何獲得IBIS模型
5.2.6 在HyperLynx中使用IBIS模型
5.2.7 在Cadence流程中使用IBIS模型
5.2.8 DML模型簡介
5.3 仿真分析條件設置
5.3.1 Stackup——疊層設置
5.3.2 DC Nets——直流電壓設置
5.3.3 器件類型和管腳屬性設置
5.3.4 SI Models——為器件指定模型
5.4 係統設計和(預)布局
5.5 使用HyperLynx進行仿真分析
5.5.1 拓撲結構抽取
5.5.2 在HyperLynx中進行仿真
5.6 約束規則生成
5.6.1 簡單約束設計——Length/ Delay
5.6.2 差分布綫約束——Diff Pair
5.6.3 網絡拓撲約束——Net Scheduling
5.7 約束規則的應用
5.7.1 層次化約束關係
5.7.2 約束規則的映射
5.7.3 CES約束管理係統的使用
5.8 布綫後的仿真分析和驗證
5.8.1 布綫後仿真的必要性
5.8.2 布綫後仿真流程
5.9 電源完整性設計方法和流程
5.9.1 確定電源係統的目標阻抗
5.9.2 DC Drop——直流壓降分析
5.9.3 電源平麵諧振點分析
5.9.4 VRM去耦作用分析
5.9.5 去耦電容的集總式交流特性分析
5.9.6 去耦電容的分布式交流特性分析
5.9.7 電源噪聲特性分析
5.9.8 電源平麵模型抽取
5.9.9 HyperLynx-PI電源係統設計流程總結
5.9.10 創建VRM模型
5.9.11 電容的布局和布綫
5.9.12 閤理認識電容的有效去耦半徑
5.10 小結
第3篇 DDR係統仿真及案例實踐篇
第6章 DDRx係統設計與仿真分析
6.1 DDR係統概述
6.2 DDR規範解讀
6.2.1 DDR規範的DC和AC特性
6.2.2 DDR規範的時序要求
6.2.3 DDR芯片的電氣特性和時序要求
6.2.4 DDR控製器的電氣特性和時序要求
6.2.5 DDR刷新和預充電
6.3 DDRx總綫技術發展
6.3.1 DDRx信號斜率修正
6.3.2 DDRx ODT的配置
6.3.3 從DDR2到DDR3
6.3.4 DDR3的WriteLeveling
6.3.5 DDR2及DDR3的協議變化
6.4 DDRx係統仿真分析方法
6.4.1 在HyperLynx中仿真DDRx 係統
6.4.2 仿真結果的分析和解讀
6.5 LPDDRx簡介
第4篇 高速串行技術篇
第7章 高速串行差分信號設計及仿真分析
7.1 高速串行信號簡介
7.1.1 數字信號總綫時序分析
7.1.2 高速串行總綫
7.1.3 Serdes的電路結構
7.1.4 Serdes的應用
7.2 高速串行信號設計
7.2.1 有損傳輸綫和信號(預)加重
7.2.2 錶麵粗糙度對傳輸綫損耗的影響
7.2.3 高頻差分信號的布綫和匹配設計
7.2.4 過孔的Stub效應
7.2.5 連接器信號分布
7.2.6 加重和均衡
7.2.7 碼間乾擾ISI和判決反饋均衡器DFE
7.2.8 AC耦閤電容
7.2.9 迴流路徑的連續性
7.2.10 高速差分綫的布綫模式和串擾
7.2.11 緊耦閤和鬆耦閤
7.3 高速串行信號仿真分析
7.3.1 係統級仿真
7.3.2 S參數(Scattering parameters)
7.3.3 互連設計和S參數分析
7.3.4 檢驗S參數質量
7.3.5 S參數的使用
7.3.6 高速差分串行信號的仿真需求
7.3.7 IBIS-AMI模型介紹
7.3.8 HyperLynx AMI Wizard通道仿真分析
7.3.9 6Gbps,12Gbps!然後
7.4 抖動(Jitter)
7.4.1 認識抖動(Jitter)
7.4.2 實時抖動分析
7.4.3 抖動各分量的典型特徵
……
第5篇 結束與思考篇
第8章 實戰後的思考
兩年前,我齣版瞭一本名為《高速電路係統設計與仿真分析:Cadence實例設計詳解》的書。在該書中講述瞭如何使用Cadence工具進行高速電路係統設計,以及利用仿真分析對設計進行指導和驗證。此書齣版之後,得到瞭很多讀者積極的響應,同時也得到瞭很多讀者建設性的反饋。其中有三條意見成為我再版此本書的重要理由:
在上一版的書中,所介紹的 DDR設計技術略顯過時,無論是DDR技術本身,還是設計難度現在都已經不具有挑戰性。在不到一年的時間裏,DDR2技術得到瞭廣泛應用,基本取代瞭原來的DDR地位,而且DDR3也越來越多地齣現在各種産品中。因此很多讀者反映,希望能夠介紹目前流行的DDR2或DDR3的設計方法和難點,以及如何利用現有的仿真工具完成對DDR係統的仿真和驗證工作。
對於電源完整性的仿真分析,業界一直停留在“指導”性的階段,沒有可以參照的工程可行的方法。因此,在本書中,結閤Hyper Lynx的PI工具,詳細講述如何使用Hyper Lynx進行電源係統仿真的方法和流程,以及前仿和後仿的實施步驟。
隨著高性能係統的發展,幾乎所有的高速數據接口都已經采用差分串行信號體製,正如我上一版書的預計,6Gbps係統已經普遍應用,越來越多的廠商開始在設計中嘗試10Gbps技術。因此,在這本書中,希望介紹目前流行的高速差分串行技術的背景、信號特點和係統設計難度、仿真方法,以及豐富實踐案例和經驗。
誠然,在前一版書齣版至今的一年時間之內,DDR2技術已經廣泛應用於電子係統的各個領域,無論是高性能的大型電子係統還是精巧細緻的手持設備。而高速差分信號的應用也從一年前的5Gbps發展到瞭10Gbps,幾乎成為高速數據接口的唯一形式,成為目前越來越熱的設計話題。也正是因為在如此高的信號頻率下,信號的傳播特徵以及分析方法都完全不同於GHz以下的低頻信號,因此,也確實有必要通過充實本書的內容,把這項技術傳播給大傢,讓更多的工程師能夠更快地掌握和應用這項技術。
除瞭上述再版理由,還有一個來自我自身的動力,就是通過上一版書的齣版,以及和讀者的後續交流中發現,國內的SI工程師正逐漸走嚮成熟,更多的工程師已經不滿足於隻是對於某個SI現象和處理方法的討論和學習,他們更渴望得到清晰的理論知識和技術背景,因此在這本書裏對一些SI現象的技術背景內容進行瞭更多的補充。
本書將繼承前一版書的寫作風格,在講解各項技術以及信號/電源完整性的相關現象的同時,盡量以設計和仿真實例嚮讀者展示所要說明的問題。但是和前一版書所不同的是,此書的所有實例將在Mentor公司的Hyper Lynx相關工具中實現。這樣做的目的有二:一是因為應廣大讀者的需求,對Mentor用戶群有所傾嚮;二是,Mentor的Hyper Lynx工具在高速電路的仿真分析中確實有獨特的優勢。而且,從目前業界發展的狀態和趨勢來看,無論是國際化IT行業領軍的大公司、外企,還是國內企業,已經越來越多地拋棄原來的設計工具和流程,逐漸轉嚮Mentor的設計環境和工具鏈。由於我本人所具有的一些特殊信息渠道,故已經看到或者感受到這種變化。
因此,從工程師的角度講,我也想提醒廣大電子行業的工程師,如果能敏銳地抓住機會,選擇主流EDA設計工具,同時也可以增加自身的行業競爭力。無論從技術角度還是讀者需求,此次的所有實例,都將基於Mentor的高速設計流程和環境。(關於Mentor的高速設計流程和工具變化以及發展趨勢,將在最後一章對技術發展的展望和心得交流中做比較詳細的介紹。)
邵鵬
2013年2月於北京
這本書的封麵設計非常吸引人,深邃的藍色背景搭配銀色的立體字體,給人一種專業而又不失科技感的感覺。我一直對高速數字電路的信號傳輸問題感到睏惑,尤其是在設計PCB時,布綫不當經常會導緻各種莫名其妙的時序問題和信號失真。我希望這本書能夠提供一些具體的解決方案和實踐技巧,例如如何閤理規劃走綫長度、如何選擇閤適的阻抗匹配方式、以及在實際設計中如何避免串擾和反射等。另外,我對於電源完整性方麵的內容也充滿期待,因為穩定的電源是整個係統正常工作的基石,而低壓差、高噪聲的電源會嚴重影響芯片的性能甚至導緻死機。這本書能否深入講解電源退耦電容的選擇、放置以及PCB上電源平麵的設計原則,是我非常關注的。我希望作者能夠用通俗易懂的語言,結閤大量的實際案例,帶領讀者一步步掌握信號/電源完整性的關鍵技術,讓復雜的仿真分析變得觸手可及,最終能夠提升我們設計齣高性能、高可靠性電子産品的能力。
评分我是一名剛剛入行的硬件工程師,對信號和電源完整性的概念還停留在比較基礎的理解階段。在學校學習時,我們接觸到瞭一些理論知識,但對於如何在實際項目中應用這些理論感到有些力不從心。我希望這本書能夠提供一個循序漸進的學習路徑,從最基本的信號傳播理論講起,逐步深入到更復雜的阻抗匹配、串擾、反射、振鈴等現象的分析。特彆地,我希望書中能夠解釋清楚為什麼會齣現這些問題,以及它們對産品性能會産生怎樣的影響。對於電源完整性,我也希望能從零開始學習,瞭解電源噪聲的來源,以及如何通過閤理的電源設計和濾波來提高電源的穩定性。如果書中能提供一些簡單的、易於理解的仿真實例,並配以詳細的操作步驟和結果分析,那對我這樣新手來說將是巨大的幫助,能夠幫助我建立起對信號/電源完整性的直觀認識,並在未來的工作中少走彎路。
评分我最近在進行一個復雜的嵌入式係統設計,其中涉及多個高速接口,比如DDR內存和USB 3.0。在PCB布局布綫階段,我遇到瞭不少挑戰,尤其是在處理信號的噪聲和EMI方麵。這本書的標題“信號/電源完整性仿真分析與實踐”正是我目前最需要的。我希望書中能夠提供一些關於信號完整性仿真工具的使用指南,比如Allegro Sigrity, HyperLynx或者ANSYS SIwave等,並且詳細介紹如何設置仿真參數,如何解讀仿真結果,以及如何根據仿真結果優化PCB設計。特彆地,我關注書中對於信號迴流路徑的分析,以及如何通過閤理的接地和屏蔽來抑製EMI發射。對於電源完整性,我也希望能學到如何有效地進行電源分配網絡(PDN)的仿真,評估電源紋波和電壓跌落,並找到最優的去耦策略。如果書中能提供一些不同應用場景下的設計模闆或者最佳實踐,那將極大地節省我的學習和實踐時間,讓我能夠更快地將理論知識轉化為實際的設計成果。
评分作為一名射頻工程師,我對高速信號的傳播特性和阻抗匹配一直有著深入的研究。雖然我主要關注的是RF鏈路的設計,但隨著係統集成度的提高,數字信號的完整性也日益成為影響整體性能的關鍵因素。我希望能在這本書中找到關於信號完整性在更高頻率下的一些特殊考量,比如在微帶綫、帶狀綫等傳輸綫模型下的詳細分析。另外,對於高速數字信號和RF信號之間可能産生的相互乾擾,即EMI/EMC問題,我也希望能夠有所啓發。這本書能否深入探討不同結構下的阻抗控製技術,例如多層PCB的疊層設計、焊盤和過孔的寄生參數分析,以及如何通過仿真來預測和消除潛在的信號完整性問題,是我非常期待的。如果書中能提及一些高頻PCB材料的選擇對信號完整性的影響,以及如何在PCB設計中充分考慮EMI/EMC的標準和要求,那將更加完美。
评分我對電子産品設計的可靠性非常關注,尤其是在航空航航天和汽車電子等領域,對信號和電源的穩定性有著極為嚴苛的要求。在這些應用中,環境因素,如溫度變化、振動以及電磁乾擾,都可能對信號的完整性産生顯著影響。我希望這本書能夠提供一些關於如何在極端環境下保證信號和電源完整性的設計思路和方法。比如,書中能否探討一些特殊的PCB設計技術,以提高信號的抗乾擾能力,或者針對惡劣工作環境下的電源濾波和穩壓方案。另外,對於失效分析和可靠性評估,我也希望能夠得到一些指導。如果書中能夠結閤一些工業界的案例,分析在實際産品設計中遇到的信號/電源完整性挑戰以及解決方案,並提供一些可供參考的設計指南或者檢查清單,那將大大提升這本書的實用價值,幫助我設計齣更符閤高可靠性要求的電子産品。
评分果然是信号分析……只不过是把个人经历写了一遍!
评分很符合哥的胃口,很不错!
评分是正版书,还没开始看呢,希望有帮助
评分是正版书,还没开始看呢,希望有帮助
评分才买了,慢慢看吧,希望不是书非借而不能读
评分书籍装帧精美,将司空见惯的文字融入耳目一新的情感和理性化的秩序驾驭,从外表到内文,从天头到地脚,三百六十度的全方位渗透,从视觉效果到触觉感受……始终追求“秩序之美”的设计理念把握,并能赋予读者一种文字和形色之外的享受和满足,开本大小很合适,充满活力的字体不仅根据书籍的体 裁、风格、特点而定.字体的排列,而且还让读者感受受第一瞬间刺激,而更可以长时间地品味个中意韵。从秩序有臻的理性结构中引伸出更深层更广瀚的知识源,创游一番想像空间,排列也很准确,图像选择有规矩,构成格式、版面排列、准确的图像选择、有规矩的构成格式、到位的色彩配置、个性化的纸张运用,毫厘不差的制作工艺……近似在演出一部静态的戏剧。插图也十分好,书画让我觉得十分细腻具有收藏价值,书的图形.包括插图和图案.有写实的、有抽象的、还有写意的。具备了科学性、准确性和感人的说明力,使读者能够意会到其中的含义.得到精神感受。封面色设计虽然只是书刊装帧中的一部分但这个书设计彩鲜艳夺目、协调统一,设计出来的画面,显得比较丰富不会给人看一眼就产生没有看头的感觉,只留下不可缺少的书名。 说明文(出版意图、丛书的目录、作者简 介)责任编辑、装帧设计者名、书号定价等.有机地融入画面结构中.参与各种排 列组合和分割.产生趣味新颖的形式.让人感 到言有尽而意无穷。设计以及纸张很干净都是自己的美术设计,体旋律,铺垫节奏起伏,用知性去设置表达全书内涵的各类要素有人说,读者层次与素质不同.“阳春白雪,和者盖寡”,影响发行量。那么请看,甘肃的《读者》发行至今,从未设计过这类低俗封面,何以1991年发行150万,1994年上升至390万,雄居全国16开杂志之首;余秋雨的《文化苦旅》、杨东平的《城市季风》都不是依靠封面的广告诱惑而令“洛阳纸贵”的。尽管它们的装帧设计并不十分前卫和十分理想,但它们在流俗面前的洁身自好是值得倡导的。还有一本被尘封20多年的学术著作《顾准文集》,封而极其朴素,出版不久即在北京脱销。由此可见,封面的广告作用不是左右发行量的唯一因素,内容的精萃才是一本书的最出色的广告!作为一个从“皇帝的女儿不愁嫁”,“读者买书是看内容不是看你的封面!”等等歪曲书装设计功能的压力下挣扎过来的装帧工作者,无论从专业上、理论上、感情上都无意贬低书装设计的作用,而唯有更强烈的呼唤—本好书必须有一个好的装帧设计!要尊重那些好书,善待那些好书,为它们创造出独特的有意味的书的艺术形象是我们的责任。 曲高未必和寡。沉沦污浊争相媚俗的封面今天或许还有市场,明天就会被不断提高审美情趣的人们所厌弃。正像近年来一些园林景区原有的熊猫垃圾桶被那些与环境和谐的树根垃圾箱取代一样。“听音乐的耳朵是音乐创造的”,书籍艺术工作者的使命在于创造懂得欣赏美的大众,使广大读者时时接触情趣高超、形式优美的文化环境,使图书市场逐步过渡成一个美育的课堂。
评分2.很多东西都是直接抄袭
评分简直就是理论堆砌,还都是其他信号完整性书籍早已阐述的内容,对hyperlynx基本没有什么指导意义,不如把绝版的那本红皮书拿来复印看着实惠。真的太失望,太失望
评分第一部分讲了一下pcb和si的基础,说实话,这部分不是我们想买这本书的目的,我们是想仿真与实践,理论不如看那几本经典的si的书;
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