Cadence高速电路板设计与仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:周润景

出品人:

页数:739

译者:

出版时间:2007-9

价格:76.00元

装帧:平装

isbn号码:9787121048302

丛书系列:

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《精通PCB布局与布线：从理论到实践》 本书旨在为读者提供一套全面、系统的PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）布局与布线知识体系。不同于专注于特定EDA工具（如Cadence）的教程，本书将侧重于揭示PCB设计过程中普适性的核心原理、关键技术和实操技巧，让读者能够灵活运用到各种设计平台。 内容概述： 第一部分：PCB设计基础与流程梳理 电子产品设计概览： 从宏观层面介绍电子产品从概念提出、方案设计、电路设计、PCB设计、元器件选型、制造、组装到测试的完整生命周期。强调PCB设计在产品实现中的关键地位和影响因素。 PCB技术发展与演进： 简述PCB从单层板到多层板、HDI（高密度互连）板、柔性板、刚挠结合板等技术的发展历程，以及不同技术对设计提出的挑战和要求。 PCB设计流程解析： 详细拆解PCB设计的各个阶段，包括原理图绘制、元器件封装库的创建与管理、PCB布局（Placement）、PCB布线（Routing）、DRC（设计规则检查）与LVS（设计规则检查）、 Gerber文件生成与输出等。强调各个环节之间的关联性和迭代性。 PCB设计规范与标准： 介绍国际和行业通用的PCB设计规范，如IPC标准，重点讲解其在设计中的应用，如层叠结构、线宽线距、过孔定义、阻抗控制要求等，为读者建立正确的工程思维。 第二部分：PCB布局（Placement）的艺术与科学 布局的重要性与影响： 深入探讨布局决策对信号完整性（Signal Integrity）、电源完整性（Power Integrity）、电磁兼容性（EMC）以及生产制造的可行性等方面产生的深远影响。 元器件分类与布局原则： 功能分区： 如何根据电路功能划分不同的区域，如数字区、模拟区、射频区、电源区、接口区等。 信号流向原则： 遵循信号的实际流向，尽量减少信号绕行和交叉，优化布线路径。 功耗与散热考虑： 将高功耗元器件合理分布，预留散热空间，避免局部过热。 EMI/EMC敏感元器件： 对易受干扰和易产生干扰的元器件进行隔离处理。 高频/高速元器件： 靠近其驱动端和接收端，缩短走线长度。 连接器与用户接口： 按照实际使用需求合理布置，方便连接和操作。 旁路电容与滤波元件： 靠近需要滤波的IC引脚，优化滤波效果。 高级布局技巧： 差分对布局： 如何对差分信号进行对称布局，保证阻抗匹配和共模抑制。 时钟信号布局： 减少时钟信号的传输距离和分支，避免串扰。 电源与地线布局： 建立良好的电源和地网络，确保低阻抗通路。 规则驱动的布局： 结合DRC规则，预先规划布局，减少后续布线问题。 布局实例分析： 通过不同类型的电路板（如通用电路板、嵌入式系统主板、射频电路板）的布局实例，讲解具体的设计思路和考量。 第三部分：PCB布线（Routing）的精髓与实践 布线的基本原则： 最短路径原则： 在满足其他约束的前提下，尽量缩短信号线长度。 避免锐角转弯： 采用45度斜角或圆弧转弯，减少阻抗不连续性。 蛇行线（Serpentine Traces）： 在必要时使用蛇行线补偿走线长度，保证时序。 过孔（Vias）的使用： 合理使用过孔，减少其对信号的影响，考虑过孔的电感和寄生电容。 走线宽度与间距： 根据信号类型（如直流、数字、模拟、射频、高速）、电流大小和阻抗要求，选择合适的走线宽度和间距。 信号完整性（SI）布线： 串扰（Crosstalk）的控制： 保持信号线之间的足够间距，利用地线隔离，调整走线方向。 阻抗匹配（Impedance Matching）： 针对高速信号，计算并实现精确的走线阻抗，常用方法包括单端走线阻抗控制和差分走线阻抗控制。 反射（Reflection）的抑制： 通过端接（Termination）技术（如串联端接、并联端接）来匹配源端和负载端的阻抗，减少信号反射。 时序（Timing）的保证： 优化信号路径长度，确保信号在规定时间内到达目的地。 电源完整性（PI）布线： 电源和地平面（Power/Ground Planes）： 介绍电源和地平面的重要性，以及如何设计低阻抗的电源分配网络（PDN）。 去耦电容（Decoupling Capacitors）的放置： 强调去耦电容的类型、容量和放置位置对抑制电源噪声的关键作用。 电磁兼容性（EMC）布线： 回路面积最小化： 尽量减小信号电流的返回路径（Return Path），有效抑制辐射。 地线设计： 建立良好的地线网络，避免地线反弹（Ground Bounce）。 滤波与屏蔽： 合理使用滤波元器件和屏蔽结构。 差分信号布线： 重点讲解差分信号的对称性、线对长度匹配、走线间距控制等关键技术，以实现良好的共模抑制（CMR）。 多层板布线策略： 针对不同层数的PCB，介绍信号层、电源层、地层的合理分配，以及信号层与地层之间的嵌套，优化信号完整性。 高速布线与特殊信号处理： PCIe、DDR、USB等高速接口的布线要点。 射频（RF）信号的布线： 微带线、带状线等传输线的实现，以及阻抗控制的精度要求。 布线实例与调试： 展示复杂PCB的布线过程，并分享布线完成后可能出现问题的排查方法。 第四部分：设计验证与输出 DRC（设计规则检查）的深入理解与运用： 详细讲解DRC规则的各项参数（如最小线宽、最小间距、过孔尺寸、层叠定义等）的含义，以及如何根据实际需求进行设置和使用。强调DRC是保证PCB可制造性和可靠性的重要工具。 LVS（设计规则检查）的理解： 解释LVS在原理图与PCB一致性检查中的作用。 Gerber文件与钻孔文件生成： 详细说明Gerber文件（RS-274X格式）的构成和生成流程，以及钻孔文件的作用。强调生成文件时需要注意的细节，以避免生产中的错误。 BOM（物料清单）的生成与管理： 讲解BOM的重要性，以及如何正确生成和管理BOM。 CAM（计算机辅助制造）文件的准备： 介绍CAM文件的概念，以及为PCB制造厂准备所需文件的要点。 本书特色： 普适性原则： 专注于PCB设计中不变的核心原理和通用技巧，而非局限于某个软件的功能。 理论与实践结合： 深入浅出地讲解理论知识，并辅以丰富的实例和操作指导。 问题导向： 针对PCB设计过程中常见的难点和易错点，提供详细的解决方案。 工程思维培养： 引导读者建立系统性的工程思维，从产品整体出发考虑PCB设计。 循序渐进： 内容结构清晰，从基础到高级，适合不同阶段的读者。 通过阅读本书，读者将能够构建扎实的PCB布局布线理论基础，掌握实用的设计技巧，有效地提高PCB设计的质量和效率，从而更好地应对日益复杂和高性能的电子产品设计挑战。

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这本书的排版设计确实是下了功夫的，封面采用了一种哑光质感，拿在手里感觉沉甸甸的，很有分量感。内页纸张的厚度和白度都非常适中，即便是长时间阅读也不会觉得眼睛特别疲劳，这对于技术书籍来说是至关重要的。不过，我发现它的字体选择上似乎有些保守，虽然清晰易读，但在某些关键的公式和术语标注上，如果能采用稍微粗一些的字体或者不同的颜色来区分，或许能让读者在快速浏览时更有效地抓住重点。另外，这本书的章节标题和副标题之间的层级划分处理得比较传统，虽然结构清晰，但缺乏一些视觉上的引导性，可能对于初学者来说，一下子面对如此多的技术细节时，会显得有些不知从何下手。整体而言，装帧和印刷质量是无可挑剔的，但如果能在视觉层次和信息导向上再做一些创新和细致的打磨，阅读体验会更上一层楼，毕竟设计是引导阅读的重要工具。

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这本书的深度主要体现在其对仿真流程和工具特性的理解上，而非仅仅是工具本身的操作指南。它没有过多介绍主流EDA软件的菜单栏功能，而是专注于讲解在特定物理现象（比如SSN或地弹）出现时，我们应该如何选择合适的仿真模型（时域还是频域），以及如何设置收敛标准来确保结果的可靠性与计算效率之间的平衡。这一点，我个人觉得是全书的亮点所在。作者似乎非常清楚，很多工程师都能运行仿真，但只有少数人知道如何从仿真结果中提炼出具有指导意义的物理洞察。美中不足的是，针对不同软件平台（例如Ansys SIwave、Keysight ADS等）之间在特定高级算法上的细微差异，这本书没有进行并行的对比分析，如果能加入一个“平台差异解读”的小节，那将更具参考价值。

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从一个对系统级设计有宏观要求的读者的角度来看，这本书在“系统性”的展现上略显不足，它更像是一套高度专业化的“工具箱”，而不是一份完整的“建筑蓝图”。书中的每一项技术点都打磨得非常精良，无论是电源完整性（PI）还是信号完整性（SI）的子模块，都处理得极其深入和细致。然而，当我试图将这些高精度细节嵌入到一个更庞大的多板级系统架构中时，我发现书中关于跨板互联、高密度连接器建模这些连接点上的讨论相对稀疏。它完美地解决了“如何设计一个高速通道”的问题，但对于“如何构建一个具有鲁棒性的多通道高速系统”的顶层架构考量，则显得有些意犹未尽。我期待未来能看到作者能够将这些出色的细节分析，整合到一个更高维度的系统集成和验证框架之中，以满足日益复杂的SoC与封装集成需求。

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这本书的章节逻辑组织方式，与其说是“线性推进”，不如说是“模块化堆叠”，这对于一个有着多年行业经验的人来说，反而是个优点。作者似乎默认读者已经具备了一定的基础知识框架，直接从第二章就开始深入探讨那些需要精确权衡和迭代优化的复杂场景，而不是花大篇幅去解释什么是PCB或什么是信号完整性。这种紧凑的叙述节奏，让我可以迅速跳到我当前最关心的那些“疑难杂症”部分进行攻克。举例来说，关于高速串扰的分析部分，它没有停留在理论公式的罗列，而是直接给出了几种常见布局结构下的S参数提取和仿真验证流程，这比教科书式的讲解要实用得多。唯一的遗憾是，在引入新的复杂概念时，比如非均匀传输线效应，作者的过渡稍显突兀，如果能加入一个简短的“为什么我们需要关注这个”的引子，对于快速切换思维模式的读者会更加友好。

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阅读这本书的过程，就像是在听一位资深工程师进行项目复盘和经验传授，而不是在看一份标准化的技术手册。作者的语言风格非常直接，带着一种“我们都明白这是怎么回事，现在我们来谈谈怎么做得更好”的姿态。尤其是在讨论设计规范和行业标准的部分，他引用了大量的“我们团队在实际项目中遇到过”的案例，这种基于真实工程痛点的分析，远比纯粹的理论推导更有说服力。比如，在讨论阻抗控制的公差范围时，他详细剖析了不同板材（如Rogers与FR4）在不同层数下的实际受控差异，而不是简单地给出一个固定的数值。这种深入细节、直面现实挑战的叙述方式，让人感觉自己好像在进行一次高强度的在职培训。这种实战派的风格，对于希望快速提升解决实际问题能力的技术人员来说，无疑是巨大的福音。

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