信号、电源完整性仿真设计与高速产品应用实例 电子与通信 书籍

信号、电源完整性仿真设计与高速产品应用实例 电子与通信 书籍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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店铺: 蔚蓝书店
出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121331220
商品编码:29874002976

具体描述

  商品基本信息,请以下列介绍为准
商品名称:信号、电源完整性仿真设计与高速产品应用实例 电子与通信 书籍
作者:毛忠宇[等]编著
定价:88.0
出版社:电子工业出版社
出版日期:2018-01-01
ISBN:9787121331220
印次:
版次:
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开本:16开

  内容简介
本书基于一个已成功开发的高速数据加速卡产品,从产品的高度介绍所有的接口及关键信号在开发过程中信号、电源完整性仿真的详细过程,对涉及的信号与电源完整性仿真方面的理论将会以图文结合的方式展现,方便读者理解。


信号、电源完整性仿真设计与高速产品应用实例(电子与通信类书籍) 前言 在当今电子产品飞速发展的时代,尤其是移动通信、云计算、人工智能等前沿领域,对电子设备的性能要求日益严苛。高性能、高速度、高集成度的电子产品,无不依赖于精密的电路设计和信号、电源完整性(SI/PI)的保障。信号和电源的完整性直接决定了高速数字信号的可靠传输,以及整个系统的稳定性。任何微小的信号失真或电源噪声,都可能导致数据误码、系统不稳定,甚至失效。因此,深入理解信号、电源完整性设计的原理,掌握先进的仿真分析工具,并将其应用于实际产品开发,已经成为电子工程师必备的核心技能。 本书旨在为广大电子工程师、通信工程师、产品设计师以及相关专业的研究生提供一本全面、系统、实用的参考指南。我们力求在理论深度和实践应用之间取得平衡,不仅阐述信号、电源完整性背后的物理原理,更着眼于如何将这些理论知识转化为解决实际工程问题的有效手段。本书将带领读者从基础概念入手,逐步深入到复杂的高速设计场景,通过丰富的实例分析,帮助读者建立起对信号、电源完整性设计的直观认识和深刻理解。 本书内容概览 本书共分为几个主要部分,层层递进,力求内容完整而深入: 第一部分:信号完整性(SI)基础与核心原理 本部分将详细介绍信号完整性的基本概念和关键影响因素。我们将从最基础的信号传输模型开始,讲解信号在传输线上传播时可能遇到的各种效应: 传输线理论回顾: 详细阐述集总参数模型与分布参数模型的区别,以及分布参数模型在高速电路中的重要性。介绍特性阻抗、延迟、衰减等基本概念,以及它们如何影响信号的完整性。 反射与阻抗匹配: 深入分析信号在传输线末端或不同阻抗区域(如连接器、过孔、元件焊盘)发生反射的机理。阐述阻抗匹配对于消除反射、最大化信号传输效率的关键作用,并介绍常用的阻抗匹配技术,如串联终端、并联终端、戴维南终端等。 串扰(Crosstalk): 详细讲解相邻信号线之间由于电容和电感耦合产生的串扰现象。分析串扰的产生原因、传播途径,以及它对信号质量的影响。介绍抑制串扰的常用方法,包括增加线间距、使用差分对、地线屏蔽、信号线布线优化等。 信号损耗: 探讨信号在传输过程中由于介质损耗(介电损耗)和导体损耗(集肤效应、表面粗糙度)造成的衰减。分析不同频率下损耗的特点,以及它们对信号眼图的影响。介绍如何通过选择合适的PCB材料、优化传输线结构来降低损耗。 信号完整性仿真流程与工具: 介绍常用的信号完整性仿真软件(如Ansys SIwave, Cadence Allegro SI/PI, Keysight ADS等)的基本操作流程,包括模型导入、电路定义、激励设置、仿真求解、结果分析等。重点讲解如何设置准确的仿真模型,以及如何解读仿真结果,如眼图、时域波形、S参数等。 第二部分:电源完整性(PI)基础与关键技术 电源完整性是保证数字系统稳定运行的另一大基石。本部分将聚焦于电源完整性的概念、影响因素以及优化方法: 电源分配网络(PDN)模型: 详细介绍PDN的构成,包括电源层、地层、去耦电容、VRM(电压调节模块)等。分析PDN的阻抗特性,以及低PDN阻抗对于抑制电源噪声的关键作用。 去耦电容的设计与选型: 深入讲解去耦电容在电源完整性中的作用,即为IC提供瞬时电流,滤除高频噪声。分析不同类型去耦电容(陶瓷电容、钽电容、电解电容)的频率响应特性,以及如何根据IC的功耗特性和工作频率选择合适的容值、ESR(等效串联电阻)、ESL(等效串联电感)。重点介绍去耦电容的布局原则,如靠近IC、形成有效的旁路回路。 电源噪声的产生与传播: 详细分析电源噪声的来源,包括VRM输出噪声、电流切换引起的电压跌落(IR Drop)、电磁干扰(EMI)等。讲解噪声如何在PDN中传播,以及它对数字电路功能的影响。 电源完整性仿真与优化: 介绍电源完整性仿真工具的应用,包括PDN阻抗仿真、IR Drop仿真、EMI仿真等。指导读者如何根据仿真结果识别PDN的薄弱环节,并提出优化建议,如调整PDN结构、增加去耦电容数量和位置、优化VRM设计等。 VRM的性能与设计考量: 讨论VRM在提供稳定电压源方面的性能要求,包括其输出电压精度、瞬态响应能力、纹波抑制能力等。对常用的VRM拓扑结构进行简要介绍,并分析其在不同应用场景下的适用性。 第三部分:高速产品应用实例分析 本部分是将前两部分理论知识应用于实际产品的关键环节。我们将通过多个典型的高速产品设计案例,详细剖析信号、电源完整性设计中的挑战与解决方案: 高速串行总线设计(如PCIe, DDR, USB 3.x/4): 选取一种或多种主流高速串行总线为例,深入分析其信号传输机制、阻抗控制要求、通道建模与仿真流程。例如,分析PCIe Gen4/5在PCB走线、连接器、PCB板材选择、Layout布线等方面的SI/PI设计要点。 FPGA/ASIC高速接口设计: 针对FPGA或ASIC芯片的高速I/O接口,详细讲解其SI/PI设计中的难点。包括高密度引脚的信号完整性处理、多通道的串扰抑制、大功率芯片的电源分配与去耦设计。 高性能服务器主板设计: 以服务器主板设计为背景,探讨多层PCB的SI/PI设计挑战。包括复杂的电源分配网络设计、高速时钟信号的完整性保障、不同信号层之间的串扰问题。 移动通信终端设计: 针对手机、平板电脑等移动设备,分析其小型化、高集成度设计带来的SI/PI挑战。包括严格的PCB空间限制下的走线优化、天线与高速信号的EMI/SI协同设计、电池供电系统的电源稳定性保障。 车载电子产品设计: 讨论车载电子产品在恶劣环境下(高温、低温、震动、电磁干扰)对SI/PI设计的特殊要求。包括宽温范围PCB材料的选择、高可靠性连接器的SI/PI设计、以及对EMI/EMC的严格遵循。 在每个应用实例中,我们将详细介绍: 面临的具体SI/PI问题: 明确指出在该产品设计中遇到的关键挑战,例如某个接口的误码率过高、某个模块的电源噪声超标等。 仿真分析与建模: 展示如何使用仿真工具建立准确的模型,并进行SI/PI仿真分析,诊断问题根源。 设计优化策略: 详细阐述针对具体问题所采取的设计优化措施,例如修改PCB叠层、调整走线间距、增加去耦电容、优化VRM设计等。 实际测试与验证: 简要介绍如何通过实际测试(如眼图测试、误码率测试、电源噪声测量)来验证设计效果。 第四部分:先进主题与未来趋势 随着电子技术的发展,信号、电源完整性设计面临着新的挑战和机遇。本部分将对一些更高级的主题进行探讨,并展望未来的发展趋势: 嵌入式测量技术与先进测试手段: 介绍一些先进的测量技术,如TDR(时域反射计)、VNA(向量网络分析仪)在SI/PI设计中的应用,以及如何进行更精确的通道测量。 统计分析方法在SI/PI设计中的应用: 探讨如何利用统计方法来评估不同参数变化对信号/电源完整性的影响,从而进行更鲁棒的设计。 人工智能(AI)在SI/PI仿真与优化中的潜力: 探讨AI技术在加速仿真收敛、预测设计风险、智能布局布线等方面的应用前景。 面向未来的高速互连技术: 简要介绍未来可能出现的更高速的互连技术,如光互连、硅光子技术等,及其对SI/PI设计的全新挑战。 EMI/EMC与SI/PI的协同设计: 强调信号完整性、电源完整性与电磁兼容性(EMI/EMC)之间的密切联系,以及协同设计的重要性。 本书特色 理论与实践紧密结合: 既有严谨的理论推导,又有丰富的实际工程案例,帮助读者理解“为什么”和“怎么做”。 循序渐进的结构: 从基础概念到高级应用,层层递进,适合不同经验水平的读者。 注重工具应用: 详细介绍主流仿真工具的应用流程和结果解读,让读者掌握实际的设计技能。 丰富的图表和插图: 使用大量图表、波形、眼图、PCB布局图等直观展示概念和原理,加深读者理解。 贴近行业前沿: 选取当前主流的高速产品应用案例,内容具有时效性和实用性。 目标读者 电子工程师 通信工程师 硬件设计工程师 PCB设计工程师 嵌入式系统开发工程师 产品经理 对高速电路设计感兴趣的工程师和技术爱好者 电子、通信、计算机等相关专业的研究生 结语 信号、电源完整性设计是现代电子产品成功的关键。掌握本书所涵盖的知识和技能,将能够帮助读者在复杂的高速设计环境中,更自信、更高效地应对挑战,设计出性能卓越、稳定可靠的电子产品。我们希望本书能成为您在信号、电源完整性设计领域学习和工作的得力助手,共同推动电子信息产业的不断发展。

用户评价

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老实说,我拿到这本书的时候,并没有抱太大的期望,毕竟市面上关于高速信号设计的书籍琳琅满目,真正能做到深入浅出、贴近实际的并不多见。然而,这本书却给了我一个巨大的惊喜。它的内容编排非常合理,从最基本但至关重要的“信号”概念讲起,逐步深入到“电源完整性”这一同样关键但常常被忽视的环节。作者并没有停留在理论的堆砌,而是花了大量的篇幅讲解如何通过仿真设计来预测和解决潜在的问题。这一点尤为重要,因为在实际的高速设计中,如果没有有效的仿真手段,我们往往会在硬件开发后期付出沉重的代价。书中对各种仿真软件的使用技巧和参数设置讲解得非常细致,并且提供了大量的实际案例,涵盖了从PCB布线到元器件选型,再到接口设计等各个方面。我尤其喜欢书中对“高速产品应用实例”的分析,这些案例并非泛泛而谈,而是深入剖析了特定产品在高速信号设计中遇到的具体问题,以及通过仿真和实验得出的解决方案。这让我能够更清晰地看到理论知识是如何落地,并解决实际工程问题的。这本书的优点在于,它不仅仅是告诉你“怎么做”,更是告诉你“为什么这样做”,以及“这样做会产生什么后果”。这种深入骨髓的理解,对于提升一个工程师的设计水平至关重要。

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这本书给我最大的惊喜,在于它将“信号”和“电源完整性”两个看似独立的领域,进行了深度融合,并且强调了它们之间的相互影响和重要性。作者在讲解过程中,始终以解决实际工程问题为导向,循序渐进地引导读者进入高速设计的世界。我尤其喜欢书中对仿真设计的详尽介绍,它不仅仅是罗列了各种仿真工具,更是深入讲解了如何利用仿真来预测和解决潜在的设计问题,从而提高产品性能,降低开发成本。书中提供的各种实际应用案例,更是让我大开眼界,我看到了很多在真实产品设计中遇到的挑战,以及如何运用信号和电源完整性的知识来克服这些挑战。这些案例充满了智慧和经验,让我受益匪浅。这本书的优点在于,它既有严谨的学术深度,又有贴近实际的工程实践,是一个非常难得的结合。它让我对高速设计有了更深刻的认识,也为我今后的设计工作提供了宝贵的参考。

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我以一个曾经在高速设计领域摸爬滚打多年的老兵的身份来评价这本书,它绝对是我读过的最扎实、最实用的关于信号和电源完整性的书籍之一。作者的叙述方式非常独特,他没有采用枯燥的理论堆砌,而是通过大量的图示、表格和生动的比喻,将复杂的概念变得易于理解。我尤其欣赏书中在仿真设计部分的讲解,它不仅仅是告诉你“怎么点”,更是告诉你“为什么这样做”,以及“这样做会带来什么结果”。这一点对于真正掌握仿真设计至关重要。书中提供的各种应用实例,更是让我眼前一亮。这些案例并非泛泛而谈,而是深入剖析了具体产品的设计挑战,以及如何通过信号和电源完整性的优化来解决这些挑战。我从中学习到了很多宝贵的经验,也对自己的设计思路有了新的启发。这本书的优点在于,它能够将理论知识与实际应用完美结合,让读者在学习过程中,能够真正体会到知识的价值。

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这本书是我近年来读过的最具有启发性的技术书籍之一。在翻阅这本书之前,我对高速信号和电源完整性的理解,更多地停留在零散的理论知识和一些初步的经验积累上。这本书就像一位经验丰富的导师,系统地为我构建起了一个完整的知识体系。作者从最基础的信号传输原理出发,层层递进,逐步深入到复杂的仿真设计和实际产品应用。我尤其欣赏书中对“为什么”的深度挖掘,它不仅仅告诉你“应该怎么做”,更重要的是解释了“为什么这样做”,以及“不这样做会产生什么后果”。这种对原理的透彻理解,对于真正掌握高速设计技术至关重要。书中关于仿真设计的讲解,更是我最看重的一部分。作者详细介绍了各种仿真工具的优缺点,以及如何有效地利用它们来分析和解决信号完整性问题。他提供的许多实操技巧和案例分析,都极具借鉴意义。通过阅读书中丰富的应用实例,我仿佛置身于一个个真实的高速产品设计项目中,学习到了工程师们是如何在各种约束条件下,运用智慧和技术,克服重重困难,最终设计出高性能、高可靠性的产品。这本书让我对高速设计领域有了更深刻的认识,也为我今后的设计工作提供了宝贵的指导。

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这本书给我最大的感受就是“接地气”,它没有将复杂的理论知识束之高阁,而是用一种非常贴近实际工程应用的方式来讲解。在阅读这本书之前,我一直觉得信号完整性和电源完整性这两个概念,离我这个普通工程师的生活有点遥远,觉得是那些高端设计才需要考虑的东西。但是,这本书彻底颠覆了我的看法。作者从最基础的信号传播特性讲起,一步步深入到PCB布局布线、元器件选择、接口设计等各个环节,并且将仿真设计作为重要的辅助手段贯穿其中。我尤其喜欢书中对“电源完整性”的讲解,它让我意识到,很多时候信号完整性问题的根源,恰恰出在电源上。作者通过大量的图示和实例,详细讲解了如何设计一个稳定、干净的电源,以及如何优化电源分布网络,从而为高速信号提供良好的工作环境。那些“高速产品应用实例”更是让人眼前一亮,它们不仅展示了问题,更展示了解决问题的过程,让我能够学习到宝贵的实战经验。这本书的语言风格非常朴实,但内容却十分深刻,每一页都充满了作者的心血和智慧。

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这是一本让人爱不释手、恨不得一口气读完的书,它的内容之渊博、讲解之透彻,简直超出了我之前的任何预期。在翻开这本书之前,我对信号完整性和电源完整性这两个概念,可以说是一知半解,最多停留在一些模糊的理论层面。但是,这本书就像一位经验丰富的老工程师,循序渐进地将我带入了高速数字电路设计的核心领域。从最基础的传输线理论,到复杂的阻抗匹配、串扰抑制、回流路径分析,每一个概念都得到了极其详尽的阐述,并且辅以大量直观的图示和生动的比喻,让我这个初学者也能轻松理解。更让我惊喜的是,书中不仅讲解了“是什么”,更深入地剖析了“为什么”,让我明白每一个设计原则背后的物理原理,而不是死记硬背。作者在讲解仿真设计的部分,更是下足了功夫,详细介绍了各种常用仿真工具的使用方法,包括建模、设置仿真参数、结果分析等等,让我能将理论知识转化为实际操作。书中提供的案例分析,更是点睛之笔。那些来自真实产品设计中的挑战和解决方案,让我看到了理论联系实际的强大力量。我仿佛置身于一个充满挑战的设计实验室,亲身经历着工程师们如何克服各种信号完整性难题,最终设计出高性能、高可靠性的高速产品。这本书绝对是电子与通信领域从业者和学生不可多得的宝藏,它不仅能提升你的技术能力,更能培养你严谨的设计思维。

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我必须说,这本书是我在电子与通信领域读过的最引人入胜的书籍之一。它将“信号”和“电源完整性”这两个相对晦涩的概念,用一种非常生动、形象的方式呈现出来,让我这个非专业人士也能窥探到高速设计世界的奥秘。作者的讲解逻辑非常清晰,从最基础的物理原理,到复杂的仿真方法,再到最终的产品应用,每一个环节都衔接得天衣无缝。我尤其欣赏书中对仿真设计的详细阐述,它不仅仅介绍了如何操作仿真软件,更重要的是讲解了如何理解仿真结果,以及如何根据仿真结果来指导实际设计。书中提供的各种应用案例,更是让我大开眼界,我看到了很多在实际产品中遇到的棘手问题,以及作者是如何运用信号和电源完整性的知识来解决这些问题的。这些案例让我感觉非常真实,也让我更加坚信,这本书的内容是真正能够指导实际工作的。这本书的优点在于,它既有严谨的理论深度,又有贴近实际的工程应用,是一个非常完美的结合。

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这本书简直是高速设计领域的“百科全书”,内容之全面,讲解之深入,让我惊叹不已。在接触这本书之前,我一直认为信号和电源完整性是两个独立的技术领域,但这本书将它们有机地结合起来,并且强调了它们之间的相互影响和密切关系。作者首先从基础的信号传输理论入手,讲解了阻抗匹配、损耗、反射等关键概念,并详细介绍了如何在PCB设计中实现良好的信号完整性。随后,他又将重心转移到电源完整性上,深入剖析了电源噪声、去耦电容的选择和布局,以及电源分布网络的优化方法。最让我印象深刻的是,书中将仿真设计贯穿始终,并且提供了大量的实际应用案例。通过这些案例,我能够清晰地看到,如何利用仿真工具来预测和解决各种信号和电源完整性问题,从而避免在硬件调试阶段出现不必要的麻烦。书中的内容逻辑清晰,结构严谨,语言流畅,即使是初学者也能轻松理解。而且,作者在讲解过程中,并没有回避复杂的理论,而是用恰当的比喻和图示,将它们变得生动形象。这本书不仅是学习高速设计理论的优秀教材,更是指导实际产品开发的宝贵实践指南。

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这本书就像一本“高速设计宝典”,几乎涵盖了我在高速数字电路设计过程中可能遇到的所有关键问题。作者在讲解“信号”和“电源完整性”这两个主题时,并没有停留在概念的罗列,而是深入分析了它们之间的相互作用,以及它们对产品性能的影响。我特别喜欢书中对仿真设计的讲解,它详细介绍了各种仿真工具的使用方法,以及如何通过仿真来优化设计。作者在书中提供的许多仿真技巧和经验,都是非常宝贵的,能够帮助我们提高设计效率,减少调试时间。而那些“高速产品应用实例”,更是让我受益匪浅。我通过阅读这些案例,学习到了很多在实际产品设计中遇到的挑战和解决方案。这些案例让我更加深刻地理解了理论知识是如何应用于实践的,也让我对自己的设计能力有了更强的信心。这本书的内容非常全面,讲解深入浅出,语言生动有趣,绝对是电子与通信领域从业者和学习者不可多得的宝藏。

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我对这本书的评价,可以用“受益匪浅”来形容,它真的为我在高速数字电路设计的学习和实践道路上点亮了一盏明灯。在阅读这本书之前,我总是觉得信号完整性和电源完整性这两个概念有些抽象,难以捉摸,尤其是在面对越来越高的时钟频率和越来越快的数据速率时,更是感到力不从心。这本书的作者,以其深厚的理论功底和丰富的实践经验,将这些复杂的概念一一拆解,并用清晰易懂的语言进行阐述。从基础的传输线模型,到复杂的电磁兼容性问题,再到电源分布网络的优化,每一个章节都充满了智慧和干货。我特别欣赏书中在讲解仿真设计的部分,作者详细介绍了如何利用仿真工具来分析信号的失真、反射、串扰等问题,并且给出了具体的解决方案。书中提供的各种实操技巧,让我能够更快地掌握仿真软件的使用,并将其应用于实际的设计中。而那些“高速产品应用实例”,更是这本书的灵魂所在。我通过阅读这些案例,仿佛亲身参与到了一系列真实的高速产品设计项目中,学习到了工程师们是如何在实际的Constraints下,通过精心的设计和细致的仿真,来解决各种棘手的信号完整性难题,最终交付出性能卓越的产品。这本书让我对高速信号设计有了全新的认识,也增强了我面对未来复杂设计挑战的信心。

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