Altium Designer完全电路设计FPGA篇 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力出版社

作者:

出品人:

页数:355 页

译者:

出版时间:2008年

价格:39.0

装帧:平装

isbn号码:9787508366609

丛书系列:

图书标签:

• Altium Designer
• FPGA
• 电路设计
• 数字电路
• 硬件设计
• Verilog
• VHDL
• 嵌入式系统
• 电子工程
• EDA工具

好的，这是一份不包含《Altium Designer完全电路设计 FPGA 篇》内容的图书简介，旨在提供一个详尽且专业的电子设计领域图书的概述，字数控制在1500字左右： --- 《集成电路与系统级设计：从理论到实践的进阶之路》 图书简介 面向对象： 本书主要面向具备一定电子电路基础知识，希望深入理解现代集成电路设计流程、系统级架构实现以及高级信号完整性分析的工程师、高级技术人员和相关专业研究生。 核心价值： 在当今快速迭代的电子系统开发环境中，设计者面临的挑战已不再局限于单个电路板的布局布线，而是上升到了对整个系统性能、功耗、可靠性及可制造性的全局把控。本书旨在填补这一知识鸿沟，提供一套系统化、多层次的设计方法论，重点剖析如何在高复杂度、高速度、低功耗的现代电子系统中实现稳健的设计。 第一部分：数字系统架构与前沿工艺 本部分深入探讨了现代数字系统设计的基础架构。我们首先回顾了从冯·诺依曼到现代并行处理架构的演变，重点分析了多核处理器、异构计算单元（如GPU、DSP）在系统级中的协同工作模式。随后，本书详细解析了先进半导体制造工艺对设计约束的影响，包括FinFET技术、SOI（绝缘体上硅）技术以及未来GAA（环绕栅极）结构对器件参数和寄生效应的影响。 内容详述了高层次综合（HLS）工具的使用范式，强调如何从算法层面优化硬件实现，以提高设计效率和资源利用率。我们探讨了流水线设计、分支预测机制在FPGA和ASIC设计中的应用，以及如何通过功耗预算和热设计约束来指导架构选择。读者将学习如何有效地将复杂的算法映射到可并行化的硬件结构中，并理解不同架构在时序收敛性上的权衡。 第二部分：高速信号完整性与电源完整性（SI/PI）的精确建模 在系统速度突破Gbps级别的今天，互连线的物理特性成为决定系统稳定性的关键因素。本部分是全书的重点之一，它摒弃了传统的经验主义方法，转向基于电磁场理论的精确建模与分析。 传输线理论的深化： 详细解析了微带线、带状线、共面波导的特征阻抗精确计算方法，以及如何利用时域反射计（TDR）和时域响应分析（TDR/TDT）来诊断线缆和PCB上的反射、振铃现象。 串扰与噪声耦合： 系统地分析了近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）的产生机理，并给出了基于隔离距离、屏蔽层设计和差分对布局的抑制策略。 电源完整性（PI）核心： 阐述了去耦电容网络的设计原则。我们不满足于简单的经验值，而是深入研究了目标阻抗曲线（Target Impedance Profile）的推导，并探讨了如何在PCB层和封装层进行多级去耦电容的优化布局，以确保系统在瞬态负载变化时，关键芯片的供电轨电压波动（PDN Noise）处于可接受范围内。内容涵盖了宏观模型（如SPICE）与微观模型（如平面间电感分析）的结合使用。 第三部分：高级PCB与封装协同设计 随着芯片封装技术向2.5D/3D IC和先进封装（如BGA、FC-BGA）发展，PCB设计已成为系统集成的瓶颈之一。本书强调了PCB设计与芯片封装设计之间不可分割的协同关系。 多层板堆叠设计： 提供了设计高性能多层板堆叠的系统方法，包括如何选择介质材料（如低损耗材料Rogers、Megtron系列），以及如何通过优化层与层之间的耦合关系来控制信号质量。重点分析了盲埋孔（Blind/Buried Vias）的使用对信号完整性的影响，并给出了过孔去耦（Via Stitching）的精确布局指南。 热管理与可靠性： 探讨了高密度互连（HDI）设计中的热扩散问题。内容包括热过孔阵列的设计、均热层（Heat Spreader）的引入，以及如何使用有限元分析（FEA）工具预估芯片和板级的温度分布，从而确保系统在极端工作条件下的长期可靠性。 可制造性设计（DFM）与测试性设计（DFT）： 强调了在设计阶段就纳入可制造性和可测试性考量。详细介绍了对微间距（Fine Pitch）元件布局的制造限制，以及如何为高速测试点（Test Points）预留空间，简化后期自动光学检测（AOI）和在线测试（ICT）的覆盖率。 第四部分：系统级电磁兼容性（EMC）设计 电磁兼容性是衡量电子产品质量的最终试金石。本书从源头控制电磁辐射和敏感性。 辐射源识别与抑制： 分析了高速信号回流路径中断、电源噪声辐射、时钟抖动等主要辐射源的机制。提出了基于“完美回路”原则的PCB布局策略，例如时钟线下方必须有完整的地平面作为参考。 屏蔽与滤波技术： 深入讲解了法拉第笼原理在PCB外壳设计中的应用，如何选择合适的屏蔽材料和结构以应对不同频段的辐射干扰。对于滤波设计，本书超越了基础的L/C滤波，侧重于共模扼流圈的选择、共模/差模阻抗匹配以及在高速数据接口（如USB 3.x, PCIe）中嵌入的集成滤波元件的优化。 总结： 本书不仅仅是一本关于工具使用的手册，更是一本关于电子系统设计思想的深度探讨。通过严谨的理论推导、丰富的工程实例和面向未来的技术展望，旨在帮助读者建立起从系统级需求到物理实现的全方位认知，掌握在复杂电子产品中实现高性能、高可靠性设计的核心能力。掌握本书内容，意味着能够独立应对当前最尖端的电路设计挑战。 ---

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这本《Altium Designer完全电路设计FPGA篇》绝对是硬核玩家的福音，对于那些已经掌握了PCB设计基础，但总觉得在FPGA集成和系统层面还差点火候的工程师来说，这本书简直是及时雨。我尤其欣赏作者在讲解FPGA与Altium Designer结合的流程时，那种深入骨髓的实用性。它没有停留在那些泛泛而谈的理论层面，而是手把手地教你如何在实际项目中，将FPGA的软硬件协同设计无缝嵌入到Altium的整个项目管理流程中。比如，书中对于跨平台数据同步的处理，涉及到原理图符号库的维护、封装信息的校对，以及如何确保FPGA的I/O约束文件能够准确无误地导入到PCB设计环境中，这些细节的处理，足以体现作者在实战中踩过的那些“坑”。很多教程只会告诉你“要这样做”，但这本书却会告诉你“为什么必须这样做，如果不这样做会产生什么后果”。我印象特别深的是关于高速信号完整性在FPGA接口设计中的应用章节，作者结合了实际的差分对规划和阻抗匹配的案例，让抽象的电磁理论瞬间变得可视化和可操作化，对于追求极致性能的工程师来说，这部分价值是无可估量的。

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从一个纯粹的工具使用者的角度来看，这本书的深度和广度都令人印象深刻，但其叙述风格却出奇地平易近人，仿佛作者极力想消除读者在面对专业软件时的畏惧感。我特别喜欢其中穿插的那些“陷阱预警”环节，这些不是简单的错误提示，而是基于大量实际项目经验总结出的潜在风险点。比如，在处理多层板堆叠时，FPGA厂商推荐的层厚度与Altium标准库中默认的层压结构如何进行适配和调整，书中给出了非常实际的建模建议。这种对细节的苛求，使得这本书不仅仅是一本学习手册，更像是一份“最佳实践”的操作规范。此外，书中对于复杂封装（如BGA、QFN）在FPGA应用场景下的布线规则的解读，也比官方文档来得更加直观。它解释了为什么某些走线必须是蛇形（Serpentine）以保证长度匹配，而不是简单地告诉你“去设置长度约束”。这种“知其所以然”的讲解方式，极大地提升了读者的工程判断力，而不是机械地执行指令。

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阅读这本书的过程，就像是跟一位经验丰富的前辈在进行深度交流，它的叙事风格非常独特，带有一种老派工程师的严谨和务实。我发现它在软件功能介绍上，没有采用那种拖沓的菜单罗列方式，而是直接切入到设计思维的构建上。比如，在讲解如何利用Altium Designer的强大资源管理能力来处理大型FPGA项目时，作者非常注重“结构化”和“可维护性”的培养。书中对分层设计、项目模板的建立，以及版本控制策略的讨论，远超出了普通工具书的范畴，它更像是一本关于“如何组织复杂电子项目”的工程方法论指南。特别值得称赞的是，作者并没有回避那些相对冷门但至关重要的部分，比如在处理BOM（物料清单）时，如何精确地将FPGA的Bank配置信息和具体的I/O引脚描述准确地映射到物料需求中，这对于后续的采购和生产环节至关重要，而这一点往往在其他教材中被忽略。整体来说，这本书的结构布局非常合理，信息密度高而不晦涩，让人读完后，不仅学会了操作，更重要的是理解了背后的设计哲学。

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这本书的出版，无疑是为当前快速迭代的电子设计领域注入了一剂强心针。我个人对其中关于高速接口的PCB设计考量部分给予最高评价。在当今4K/8K视频处理、高速数据采集等应用中，FPGA往往是核心部件，其I/O端口的可靠性直接决定了整个系统的成败。这本书没有停留在简单的阻抗计算，而是深入探讨了在Altium环境中，如何利用其3D功能对PCB进行结构校验，以确保FPGA的引脚布局与外部连接器的物理匹配性。更进一步地，它还涉及了如何在设计初期就纳入对热管理（Thermal Management）的考量，例如如何通过PCB布局优化散热路径，以及如何在Altium的电源分配网络（PDN）分析工具中，将FPGA的瞬态电流需求纳入仿真模型。这些前瞻性的设计方法，让这本书远远超越了“入门”或“进阶”的范畴，它真正触及了“高质量、可量产”的工程实现层面，对于那些致力于将原型设计转化为稳定产品的工程师群体，这本书的参考价值是持续且深远的。

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这本书的价值，我认为更多地体现在它对于“系统集成”层面问题的剖析上，这使得它区别于市场上大量专注于单一软件功能的教程。很多教程教你如何画原理图，如何布局布线，但一遇到FPGA这种需要深度嵌入系统逻辑的器件时，就显得捉襟见肘了。《Altium Designer完全电路设计FPGA篇》则巧妙地填补了这一空白。它没有过多纠结于Verilog或VHDL的语法细节（那应该是专门的FPGA开发书籍的领域），而是聚焦于如何让这些逻辑代码在Altium的PCB环境中“活”起来，并且高效地工作。书中对电源完整性（PI）与FPGA功耗的关联分析，以及如何在Altium中预先规划FPGA的电源域和去耦电容网络，给我的启发非常大。这些内容要求读者必须具备跨越软件工具和硬件物理层面的综合视野。对于那些正在尝试设计复杂嵌入式系统，需要将高性能处理器、内存接口与FPGA逻辑紧密耦合的工程师而言，这本书提供了一个统一、流畅的设计语言，极大地减少了设计迭代中的沟通成本和潜在错误。

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