高速电路设计与仿真分析

出版时间：2010-7  出版社：电子工业出版社  作者：邵鹏  页数：276  
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前言

　　顾名思义，本书讲述如何使用cadence工具进行高速电路系统设计，以及利用仿真分析对设计进行指导和验证。面对电子、信息技术的飞速发展和层出不穷的市场需求，必须由硬件工程师利用最新的工具，使用前沿的科技产品，把这些奇妙的想法付诸实践，把一个概念或者设想以可以看见、可以触摸的物质形式展现给社会，来影响人们的生活。也正是从这个意义上讲，使得这么多年来，我一直以平淡和愉快的心情从事着硬件设计工作。　　直到今天，在积攒了足够的经验和冲动后，促使我来完成这本书的写作。电路设计，尤其是现代高速电路系统的设计，是一个随着电子技术而日新月异的工作，具有很强的趣味性，也具有相当的挑战性。而目前，市场上还没有一个从实践出发、结合高速电路设计理论的设计指导书，所以我希望借助本书使得现在的硬件工程师更好地掌握这项技术，也希望通过我自己的经验分享，使得高速电路系统设计看起来没有那么神秘，从而吸引更多的电子技术人员加入到这个行业，通过我们的双手让这个世界变得更加美好。　　首先需要指出的是，本书是高速电路系统设计和仿真技术的实践总结和设计指导，而并不是一本高速电路理论研究书籍。因此，也就决定了本书中所提到高速信号理论是前人研究成果的总结和借用。本书并不对这些理论进行推导和研究，如果读者对这些高速信号理论感兴趣，请参阅与此相关的专业理论书籍。之所以要在本书中提及这些高速信号理论，是因为从全书结构上考虑，使读者在阅读本书的过程中，能够由浅入深、由理论指导到实践应用地进行循序渐进的学习，并对高速电路系统设计的一些技巧和方法有比较深刻的理解和掌握。

内容概要

电路设计，尤其是现代高速电路系统的设计，是一个随着电子技术的发展而日新月异的工作，具有很强的趣味性，也具有相当的挑战性。本书的目的是要使电子系统设计工程师们能够更好地掌握高速电路系统设计的方法和技巧，跟上行业发展要求。因此，本书由简到难、由理论到实践讲述了如何使用Cadence工具进行高速电路系统设计，以及利用仿真分析对设计进行指导和验证。    本书定位于那些希望挑战高速电路系统设计的工程师，他们应该已经具备了相应的电子系统设计的基本知识和技能。

作者简介

邵鹏
    ◎2006年3月至今：IBM中国研究院高级研究员 
    ◎2004年3月至2006年3月：Intel中国研究中心高级研究员研究兴趣和实践经验包括： 
    ◎Manv-C0re系统结构研究 
    ◎软硬件协同仿真技术Hardware-software Co-simulaton 
    ◎基于IBM，Intel，AMD等不同架构的系统设计 
    ◎高速复杂系统设计及SI，PI，EMC仿真分析技术

书籍目录

第1章  高速系统设计简介  1.1  PCB设计技术回顾  1.2  什么是“高速”系统设计  1.3  如何应对高速系统设计    1.3.1  理论作为指导和基准    1.3.2  实践经验积累    1.3.3  时间效率平衡  1.4  小结第2章  高速系统设计理论基础  2.1  微波电磁波简介    2.2  微波传输线    2.2.1  微波等效电路物理量    2.2.2  微波传输线等效电路  2.3  电磁波反射  2.4  微波传输介质    2.4.1  微带线Microstrip Line    2.4.2  微带线的损耗    2.4.3  带状线Strip Line    2.4.4  同轴线Coaxial Line    2.4.5  双绞线 Twist Line    2.4.6  差分传输线    2.4.7  差分阻抗  2.5  “阻抗”的困惑    2.5.1  阻抗的定义    2.5.2  为什么要考虑阻抗    2.5.3  传输线结构和传输线阻抗    2.5.4  瞬时阻抗和特征阻抗    2.5.5  特征阻抗和信号完整性    2.5.6  为什么是50Ω  2.6  阻抗的测量  2.7  “阻抗”的困惑之答案  2.8  小结第3章  信号完整性简介  3.1  什么是信号完整性  3.2  信号完整性问题分类  3.3  反射的产生和预防    3.3.1  反射的产生    3.3.2  反射的消除和预防    3.3.2.1  匹配    3.3.2.2  拓扑结构设计  3.4  串扰的产生和预防    3.4.1  串扰的产生    3.4.2  串扰的预防与消除  3.5  电源完整性分析    3.5.1  电源系统设计目标    3.5.2  电源系统设计方法    3.5.3  电容的理解    3.5.4  SSN分析和应用  3.6  电磁兼容性EMC和电磁干扰EMI  3.7  影响信号完整性的其他因素  3.8  小结第4章  Cadence高速系统设计工具    4.1  Cadence高速系统设计流程    4.2  约束管理器Constrain Manager    4.3  SigXplorer信号完整性分析工具    4.3.1  S参数（Scattering parameters）    4.3.2  过孔模型生成（Via Modeling）    4.3.3  通道分析CA（Channel Analysis）  4.4  前仿和后仿第5章  Cadence高速系统设计流程及工具使用  5.1  高速电路设计流程的实施条件分析  5.2  IBIS模型和DML模型    5.2.1  IBIS模型介绍    5.2.2  IBIS文件介绍    5.2.3  DML模型    5.2.4  如何获得IBIS模型    5.2.5  在Cadence中使用IBIS模型    5.2.6  IBIS2 SigNoise的警告和错误参考  5.3  仿真库的建立和设置  5.4  仿真分析条件设置    5.4.1  Cross-section——PCB叠层设置    5.4.2  DC Nets——直流电压设置    5.4.3  Devices——器件类型和管脚属性设置    5.4.4  SI Models——为器件指定模型    5.4.5  SI Audit——仿真条件的检查  5.5  系统设计和（预）布局  5.6  使用SigXP进行仿真分析    5.6.1  拓扑结构抽取    5.6.2  在SigXP中进行仿真    5.6.2.1  设置激励和仿真类型    5.6.2.2  设置仿真参数    5.6.2.3  查看仿真结果    5.6.2.4  为什么要进行参数扫描仿真  5.7  约束规则生成    5.7.1  简单约束设计——Prop Delay    5.7.2  拓扑约束设计——Wiring    5.7.3  时序相关约束设计——Switch-Settle Delay  5.8  约束规则的应用    5.8.1  层次化约束关系    5.8.2  约束规则的映射    5.8.3  Constrain Mananer的使用  5.9  布线后的仿真分析和验证    5.9.1  布线后仿真的必要性    5.9.2  布线后仿真流程  5.10  电源完整性设计    5.10.1  电源完整性设计方法    5.10.2  电源完整性设计分析步骤    5.10.3  多节点仿真分析    5.10.4  电容的布局和布线    5.10.5  合理认识电容的有效去耦半径  5.11  SSN的设计分析  5.12  小结第6章  高速系统设计实例设计分析  6.1  设计实例介绍  6.2  DDR设计分析    6.2.1  DDR规范的DC和AC特性    6.2.2  DDR规范的时序要求    6.2.3  DDR芯片的电气特性和时序要求    6.2.4  DDR控制器的电气特性和时序要求  6.3  仿真库的建立    6.3.1  DDR芯片的IBIS文件处理    6.3.2  FPGA的IBIS模型文件处理    6.3.3  仿真库的建立  6.4  仿真条件设置——Setup Advisor    6.4.1  设置叠层和阻抗特性    6.4.2  设置电压    6.4.3  器件类型和模型设置  6.5  （预）布局  6.6  仿真约束的生成和实施    6.6.1  网络整理和仿真对象规划    6.6.2  结构抽取与仿真分析    6.6.3  DDR地址总线约束定义    6.6.4  DDR数据总线仿真分析和约束    6.6.4.1  DDR数据总线仿真分析    6.6.4.2  DDR数据总线时序仿真分析    6.6.5  DDR数据总线约束定义    6.6.6  约束的时序验证  6.7  约束实施和布线  6.8  布线后的仿真验证0  6.9  DDR总线的其他分析技术    6.9.1  DDR2和DDR3介绍    6.9.2  DDR2仿真分析设计方法    6.9.3  DIMM系统设计分析方法  6.10  电源完整性——多节点仿真分析  6.11  灵活使用Cadence高速设计流程第7章  高速串行差分信号仿真分析及技术发展挑战  7.1  高速串行信号介绍  7.2  Cadence中高速串行信号仿真分析流程和方法    7.2.1  系统级设计    7.2.2  互连设计和S参数    7.2.3  通道分析和预加重设计    7.2.4  时域分析和验证  7.3  3.125Gbps差分串行信号设计实例仿真分析    7.3.1  设计用例说明    7.3.2  设计用例解析    7.3.3  设计用例的使用  7.4  高速串行信号设计挑战    7.4.1  有损传输线和PCB材料的选择    7.4.2  高频差分信号的布线和匹配设计    7.4.3  过孔的Stub效应    7.4.4  连接器信号分布    7.4.5  预加重和均衡    7.4.6  阻抗，还是阻抗    7.4.7  6 Gbps，12 Gbps！然后  7.5  5Gbps以上的高速差分串行信号仿真和IBIS-AMI模型    7.5.1  5 Gbps以上的高速差分串行信号仿真    7.5.2  IBIS-AMI模型  7.6  抖动（Jitter）    7.6.1  认识抖动（Jitter）    7.6.2  实时抖动分析    7.6.3  抖动各分量的典型特征第8章  实战后的思考参考书目术语和缩略词

章节摘录

　　在很多电子工程师的概念中，设计一个电子系统，我们更应该注重原理，只要原理设计正确，那么在系统实现的时候就不会有大问题。没错，任何一个系统的设计过程中，如果原理出了问题，是不可挽救的，但原理的正确性只是一个系统正确工作的最基本的要求，在高速系统中，只关心这个是远远不够的。　　在高速系统中，随着系统时序的要求越来越严格，我们关心的不仅仅是信号连接的正确性问题，更要关心在某个时刻，某个电气连接点上电压和电流的瞬时关系，这些电压和电流决定了高速系统中的所有性能。而传输线上的电压、电流的瞬时关系完全取决于传输线本身的阻抗特性。可以说，在高速系统中，所有的工作特性都取决于组成系统各部分的阻抗特性。换句话说，在高速系统中，所有的现象都可以用阻抗特性来解释。

媒体关注与评论

　　在本书中，作者根据自己多年来从事高速电路设计与仿真工作的经验，从信号完整性基本理论入手，结合当今方兴未艾的DDRX和高速Serdes系统设计实例，如庖丁解牛般地为读者剖析了高速电路设计与仿真的设计方法和手段。然而，作者并没有将这些内容进行简单枯燥的罗列，而是穿插在实例设计和软件的使用过程中。本书的编排逻辑清晰、结构紧凑，在展示设计实例的过程中，穿插了作者的实践经验总结和心得体会。　　——胡建伟　Cadence中国分公司北京办事处资深应用工程师，Mentor Graphics亚太区PCB产品技术顾问

编辑推荐

　　在《高速电路设计与仿真分析：Cadence实例设计详解》中，作者根据自己多年来从事高速电路设计与仿真工作的经验，从信号完整性基本理论入手，结合当今方兴未艾的DDRx和高速Serdes系统设计实例，如庖丁解牛般地为读者剖析了高速电路设计与仿真的设计方法和手段。然而，作者并没有将这些内容进行简单枯燥的罗列，而是穿插在实例设计和软件的使用过程中。本书的编排逻辑清晰、结构紧凑，在展示设计实例的过程中，穿插了作者的实践经验总结和心得体会。

用户评论 (总计36条)

•   比较了基本介绍Cadence的书，邵鹏的这本书对于理解仿真应当是最有帮助的，写的是比较实用的理论，比较务实。与之相应，在软件使用方面讲得不太细，可再买一本纯粹讲软件的配合学习。
•   这本书不是介绍仿真工具的使用，而是从仿真的目的出发，讲出设计原理，对学习仿真非常有益！
•   书很不错的，讲的一些关于cadence仿真的东西，正是我目前需要的。就是感觉印刷没有我以前买的书清楚，不知道怎么回事！
•   国内难得的可以沉下心去研究设计的一本书，很基础，很实际，与具体的设计工作结合紧密而不像许多书那样长篇累牍的大道理、大原理
•   收到了书，正在看第三章，对我这样的初学者挺好的。谢谢邵鹏老师。
•   我听过作者的课，是一个很负责的人，书也不错很值得一看。
•   书中的内容应该不错。
•   虽然还没有怎么看，但应该是本好书！
  
  不过没有开发票，这点商家做的不好！
•   书中某些内容讲的还不错
•   以前同事买过！ 我看过几天！就前面的几张内容就值得给5星！ 别看书皮做的很一般 内容还不错！
•   发货速度很给力，第二天就收到了
•   钱就是要买这样的书
•   非常值得推荐，你不需要听任何理由我也懒得讲，你也不需要查任何的资料，直接买即可，不想跟大家废话！
•   正版专业书！
•   国内这方面书籍太少了。
•   真心觉得不错。。之前就在朋友那看过，然后自己特意买回来细细看
•   还可以。可以看一下。
•   发现买了很久，还没怎么看，真是很惭愧。
  
  看来买书的速度不能太快
  否则都成书架上的摆设了
  
  能看多少，买多少，理性购买。
•   从事高速电路设计特别是仿真工作的值得一读
•   此书是市面上写CADENCE 仿真技术的工具书之一，值得推荐。
•   总体来说还好，对于流程介绍占了大半，实例仿真的讲解还可以再详细一点。
•   能够更加详细点，会给好，希望对我有帮助！
•   相当强悍的一本书
•   不错的一本书,是用心写的,其例子都有很好的参考性
•   很努力编写的一部书，但是还有很多可以改进的地方。应当有配套的视频教程才好。
•   个人认为是好书~
•   看了3章了，写的还可以
•   刚开始看，初步感觉还可以，只是有些公式看不明白。
•   虽然还没看完，书还不错，送货也比较快
•   讲得不多，还可以吧
•   整体效果很差劲！
  其实我也不想给作者这样的评价，毕竟作者写这东西也不容易。但全部看完后的感受是这样的。
  另外，居然还吝啬到一个光盘都省掉，示例还需要到网上下载，pcbbbs这论坛不容易注册上啊，需要邀请码，不过还好能通过gmail下载，否则就歇菜了。
•   写的不是allegro 16.2版本以上的.
•   还可以，发货很快，价格优惠，书也不错
•   仿真库不好找
•   高速电路仿真
•   高速电路设计与仿真分析