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: 宇涛伟业图书专营店
出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121331220
商品编码:29898499879

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
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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》 是一本深入探讨现代电子产品设计关键环节——信号完整性(SI)和电源完整性(PI)——的专业书籍。本书旨在为电子工程师、通信工程师以及相关领域的研究人员提供一套全面、系统且实用的理论知识和实践方法,帮助他们应对日益复杂和高速化的电子系统设计挑战。 在当今科技飞速发展的时代,电子产品的性能提升与小型化、集成度提高紧密相连。随着电路工作频率的不断攀升,以及信号传输速率的指数级增长,设计者面临的挑战也越来越严峻。传统的设计方法已不足以保证高速信号的有效传输和稳定供电。微小的寄生参数、串扰、反射、地弹、电源纹波等问题,都可能导致信号失真、误码率升高、系统不稳定甚至彻底失效。因此,深入理解并掌握信号完整性与电源完整性的设计理念和仿真工具,已经成为成功开发高性能电子产品的必备技能。 本书的核心内容围绕着信号完整性(SI)和电源完整性(PI)两大主题展开,并紧密结合实际的高速产品应用实例进行阐述。 在信号完整性(SI)方面,本书将系统性地介绍以下内容: SI基础理论: 从电磁场的基本原理出发,深入讲解信号在传输线上的传播特性,包括传输线的模型(集总参数模型、分布参数模型)、阻抗匹配、反射、串扰、损耗等关键概念。将详细分析不同类型的传输线结构(如微带线、带状线、共面线等)的SI特性,以及它们在PCB设计中的实际应用。 SI影响因素分析: 详细剖析影响信号完整性的各种因素,包括PCB材料的介电常数和损耗、走线宽度和间距、过孔的寄生参数、连接器和线缆的影响、元件的引脚电感和电容等。将提供定量分析方法,帮助读者理解这些因素如何影响信号的上升时间、抖动、过冲、下冲以及眼图质量。 SI仿真方法与工具: 重点介绍当前行业内主流的SI仿真软件(如HyperLynx SI, ADS, Sigrity等)的使用方法和流程。内容将涵盖从建模、网表导入、设置仿真参数,到结果的分析与解读。读者将学习如何利用仿真工具预测SI问题,并指导PCB布局布线的设计。将重点讲解眼图分析、抖动分析、时域反射(TDR)、时域透射(TDT)等关键仿真技术的应用。 SI优化设计技术: 基于仿真结果,本书将提供一系列实用的SI优化设计策略。这包括如何进行精确的阻抗匹配,如何有效地进行串扰抑制(如走线间距、屏蔽线、差分对设计),如何最小化反射(如端接电阻的选择和放置),如何处理过孔和连接器的SI影响,以及如何优化PCB堆叠和层叠设计。 差分信号设计: 差分信号因其良好的共模抑制能力,在高密度、高速互连中扮演着越来越重要的角色。本书将详细讲解差分信号的SI特性,包括模式阻抗、模式转换、差模噪声抑制等,并提供差分对的布线规则和优化技巧。 高速接口SI设计: 针对当前流行的各种高速接口(如DDRx, USB3.x, PCIe, HDMI, SATA等),本书将深入探讨其SI设计要点。例如,DDR内存信号的同步与时序要求,USB3.x的信号完整性与眼高要求,PCIe的通道均衡技术等。 在电源完整性(PI)方面,本书将重点阐述: PI基础理论: 讲解电源分配网络(PDN)的基本模型,包括电源和地线的阻抗、去耦电容的作用与选型、电源网络的谐振以及瞬态响应。将分析不同PDN结构(如单层、多层、VRM分布)对PI的影响。 PI仿真方法与工具: 介绍主流的PI仿真软件(如HyperLynx PI, Sigrity PowerSI/OptimizePI等)的操作流程。涵盖PDN建模、功耗注入、瞬态分析、频域阻抗分析等。读者将学习如何通过仿真来评估PDN的性能,并识别潜在的电压跌落、电源噪声和瞬态响应问题。 PI优化设计技术: 提供一套完整的PI优化设计方案。这包括如何合理规划电源和地的布局,如何选择合适数量、类型和位置的去耦电容以满足不同频率下的滤波需求,如何优化VRM(电压调节模块)的设计以提供稳定可靠的电源,以及如何处理电源和地的分布电感效应。 功耗与噪声分析: 详细讲解如何进行功耗分析,以及如何根据功耗需求设计满足需求的PDN。同时,将深入分析各种噪声源(如开关噪声、EMI辐射)对电源完整性的影响,并提供抑制方法。 VRM设计与PI的协同: 强调VRM设计与整体PDN设计的协同性。讲解VRM的动态响应、纹波特性以及其对PDN整体性能的影响,并提供优化VRM布局和参数配置的建议。 在高速产品应用实例部分,本书将结合实际工程案例,将SI和PI的理论与实践紧密结合: 服务器主板设计实例: 以服务器主板为例,详细分析其DDR内存接口、PCIe插槽、CPU供电等关键区域的SI/PI设计挑战和解决方案。读者将看到如何进行高密度、高频率互连的SI优化,以及如何设计强大的PDN来满足CPU等高性能器件的瞬时功耗需求。 高性能网络通信设备实例: 选取高性能路由器、交换机等通信设备,深入解析其高速SerDes链路的SI设计、背板互连的SI/PI考虑,以及大规模电源分配网络的PI设计。 嵌入式系统与移动设备实例: 探讨小型化、低功耗嵌入式系统和移动设备的SI/PI设计特点。例如,如何在高密度PCB上进行信号布线,如何通过精巧的去耦网络来满足严格的电源要求。 汽车电子SI/PI设计: 针对汽车电子环境中恶劣的电磁环境和严格的可靠性要求,介绍车载高速接口(如CAN-FD, Automotive Ethernet)的SI/PI设计注意事项,以及电源的稳定性保障。 本书的编写风格力求清晰易懂,理论分析严谨,同时又贴近工程实践。每章都配有相关的图示、表格和仿真截图,以便读者直观理解。此外,每章结尾的思考题和案例分析,将有助于读者巩固所学知识,并提升解决实际工程问题的能力。 《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》不仅仅是一本教科书,更是一本工程师的工具箱。它将帮助读者建立起对高速电子设计中SI/PI问题的深刻认识,掌握有效的仿真分析方法,并学会如何将理论知识转化为实际的设计方案,最终设计出性能卓越、稳定可靠的高速电子产品。对于任何希望在现代电子和通信领域取得成功的工程师而言,本书都将是不可或缺的参考资料。

用户评价

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这本书,在我看来,不仅仅是一本关于“信号、电源完整性仿真设计与高速产品应用实例”的书籍,更是一本开启电子设计思维的“圣经”。作者在讲解过程中,并没有使用任何“套话”或者“空话”,而是每一个字都饱含着深厚的专业知识和实践经验。我尤其欣赏他对“眼图”(Eye Diagram)的讲解,作者不仅详细阐述了眼图的生成原理,还深入分析了眼图中各个参数的含义,例如抖动、噪声、过冲、下冲等,以及它们对信号质量的直接影响。他还通过大量的仿真眼图,展示了不同设计方案如何影响眼图的形状,以及如何通过优化设计来获得更“开放”的眼图。 在电源完整性(PI)方面,作者同样展现了卓越的洞察力。他详细解释了“功耗”和“电压跌落”(IR Drop)之间的关系,以及为何在高速数字电路中,即使是很小的电压跌落也可能导致严重的后果。书中提供了多种有效的解决方案,例如通过优化电源网络的拓扑结构、增加电源走线的宽度、以及使用高效的去耦电容。我印象特别深刻的是关于“去耦电容”的选型和布局的讲解,作者不仅给出了不同类型电容的特点,还详细说明了如何根据不同的工作频率和功耗需求来选择合适的电容,以及如何进行最优的布局以达到最佳的滤波效果。书中丰富的“高速产品应用实例”,更是让我看到了这些理论知识在实际设计中的落地。例如,在分析一款高性能服务器的电源设计时,作者详细阐述了如何通过多层电源和地平面、精密的滤波网络以及负载均衡技术,来保证整个系统的高效稳定运行。这本书,让我对电子产品的设计有了更深层次的理解,也为我未来的学习和工作提供了宝贵的指导。

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作为一名对通信技术有浓厚兴趣的学生,我一直在寻找一本能够帮助我理解高速通信设备内部运作的书籍。这本书,无疑满足了我所有的期望,甚至超出了我的想象。作者在书中详细阐述了信号在高速传输过程中所面临的各种挑战,例如信号的衰减、失真、串扰以及噪声干扰。他用非常清晰的语言解释了这些现象是如何发生的,以及它们对通信质量造成的直接影响。我尤其对关于“阻抗匹配”的讲解印象深刻,作者通过详细的公式推导和图形化展示,让我理解了为什么阻抗匹配是保证信号能量有效传输的关键。 更让我惊喜的是,书中包含了大量真实的“高速产品应用实例”。从手机中的射频电路设计,到服务器中的高速总线接口,作者都进行了深入的剖析,并结合了信号和电源完整性的设计考量。我看到了设计师们如何运用复杂的仿真工具来优化PCB布局、选择合适的元器件,以及设计高效的电源滤波网络。这些实例不仅让我了解了理论在实践中的应用,更激发了我对未来通信技术发展的无限遐想。这本书,就像一位经验丰富的导师,循循善诱地将我引向了高速电子设计领域的广阔天地。

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这本书就像是一本打开了全新世界大门的钥匙,虽然我不是专业的设计师,但在阅读过程中,我仿佛置身于一个由电路、信号和电磁波构成的奇妙宇宙。作者在讲解信号完整性(SI)和电源完整性(PI)这些看似高深莫测的概念时,并没有使用过于晦涩难懂的术语,而是循序渐进,从最基础的物理原理入手,逐步深入到复杂的仿真模型和设计技巧。我尤其喜欢其中关于阻抗匹配和信号反射的章节,作者通过生动形象的比喻,将那些抽象的物理现象变得触手可及。比如,他将信号传输比作在水管中流动的水流,将阻抗失配比作水管突然变窄或变宽,导致水流受阻和产生回波。这种类比让我这个非专业人士也能深刻理解其核心思想,并且能将其应用到日常生活中一些简单的电路问题思考上。 书中关于高速产品应用实例的部分更是让我大开眼界,仿佛在亲身体验最前沿的电子产品是如何诞生的。从手机、电脑到各种复杂的通信设备,作者都一一剖析了其内部信号和电源设计的关键难点以及对应的解决方案。我印象最深刻的是关于多层PCB板信号串扰的分析,作者详细解释了如何通过合理的布线规则、参考平面设计以及屏蔽技术来抑制这种恼人的问题。他甚至还展示了仿真软件如何模拟不同布线方式对串扰的影响,并给出量化的评估数据。这让我意识到,即使是很小的布局错误,在高速信号传输中也可能被无限放大,从而导致产品性能的急剧下降。这本书不仅仅是理论的堆砌,更充满了实践的智慧,让我对那些我们日常使用的电子产品有了更深层次的敬畏感。

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这本书就像一本宝贵的“内功心法”,为我揭示了高速电子产品设计中那些至关重要的“信号完整性”和“电源完整性”的奥秘。作者以一种非常严谨且系统的方式,将这些复杂的技术概念娓娓道来。我尤其欣赏他对“信号反射”的讲解,他从传输线理论出发,详细阐述了阻抗失配是如何导致信号反射的,以及反射产生的负面影响,如信号失真、数据错误等。作者不仅讲解了反射的原理,还给出了多种有效的抑制方法,例如在信号源端或负载端添加端接电阻,以及优化PCB的阻抗控制。 在电源完整性(PI)方面,作者同样展现了深厚的功底。他详细解释了“电压跌落”(IR Drop)的产生机理,以及它对芯片性能的影响。书中提供了多种解决方案,例如增加电源线的宽度、优化电源网络的布局、以及使用高品质的去耦电容。我印象特别深刻的是关于“去耦电容”的选择和布局的讲解,作者不仅给出了不同类型电容的特点,还详细说明了如何根据不同的工作频率和功耗需求来选择合适的电容,以及如何进行最优的布局以达到最佳的滤波效果。书中丰富的“高速产品应用实例”,更是让我看到了这些理论知识在实际设计中的落地。例如,在分析一款高性能服务器的电源设计时,作者详细阐述了如何通过多层电源和地平面、精密的滤波网络以及负载均衡技术,来保证整个系统的高效稳定运行。这本书,让我对电子产品的设计有了更深层次的理解,也为我未来的学习和工作提供了宝贵的指导。

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老实说,在拿到这本书之前,我对于“信号完整性”和“电源完整性”这些词汇,仅仅停留在一种模糊的认知层面,觉得它们大概是与高速电子产品设计有关,但具体是做什么的,涉及哪些技术,我完全没有概念。然而,这本书的出现,彻底改变了我的认知。作者以一种非常系统且清晰的逻辑,将这些复杂的概念层层剥开,让我得以窥见其全貌。他没有直接跳到复杂的公式和算法,而是先从信号的本质——电磁波的传播特性讲起,解释了为什么在高速PCB上,信号不再仅仅是简单的电压变化,而是要考虑其物理传播路径、阻抗、损耗等一系列因素。 特别是关于“过冲”和“下冲”的讲解,让我对信号失真有了全新的认识。作者通过图文并茂的方式,清晰地展示了这些信号异常现象是如何产生的,以及它们对数字信号判定的严峻挑战。他没有止步于理论描述,而是深入探讨了各种抑制和消除这些问题的设计方法,例如端接电阻的类型和取值、去耦电容的布局和选型,以及电源网络的滤波设计等等。书中的案例分析也极为贴切,让我看到了这些理论在实际产品设计中的应用场景,仿佛亲眼见证了设计师们如何一步步攻克技术难题,最终实现高性能的电子产品。这本书,对于任何想要深入了解现代电子产品设计底层逻辑的人来说,都是一本不可多得的宝藏。

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我一直对电子产品的内部结构充满好奇,尤其是那些看起来小巧却功能强大的设备。这本书就像一个技术手册,详细地揭示了高速电子产品设计中那些至关重要的“幕后英雄”——信号完整性和电源完整性。作者在讲解过程中,并没有回避其中的技术深度,但他以一种非常易于理解的方式,将复杂的物理原理和工程实践相结合。我特别欣赏书中对“电磁干扰”(EMI)和“电磁兼容”(EMC)的讨论,它们与信号和电源完整性息息相关,却又常常被初学者忽略。作者清晰地阐述了信号走线中的寄生效应如何引发EMI,以及不良的电源设计如何削弱EMC性能,并提供了相应的预防和解决策略。 书中的仿真设计部分,更是让我看到了理论如何转化为实际的工程解决方案。作者详细介绍了各种常用的仿真工具和方法,并通过具体的例子,展示了如何利用这些工具来预测和分析信号和电源的性能。我惊叹于仿真技术能够如此精确地模拟出信号在PCB上的传播过程,以及电源网络上的电压跌落。这让我认识到,在现代高速电子产品设计中,仿真已经不再是可有可无的辅助工具,而是贯穿设计全过程的核心环节。这本书不仅提供了理论知识,更教会了我如何利用工具来验证和优化设计,这对于任何想在电子设计领域有所建树的人来说,都是一笔宝贵的财富。

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我对电子学一直抱有浓厚的兴趣,但总觉得在高速领域,很多概念都显得非常抽象和难以捉摸。这本书,就像一束光,照亮了我前行的道路。作者在讲解信号完整性(SI)和电源完整性(PI)时,并没有使用枯燥乏味的理论陈述,而是通过生动形象的比喻和大量的图示,将复杂的物理现象变得直观易懂。我最喜欢的是他关于“传输线效应”的讲解,作者将PCB走线比作一段长度有限的导线,并详细阐述了在高速信号传输下,这段导线会表现出电阻、电容、电感的特性,并产生反射、振荡等现象。 书中关于“电源完整性”(PI)的章节同样让我受益匪浅。作者详细解释了为什么一个不稳定的电源会严重影响高速信号的传输质量。他通过对去耦电容、电源滤波网络以及PCB电源层设计的讲解,让我明白了如何才能设计出一个稳定可靠的电源系统。我尤其对关于“电压跌落”(IR Drop)的分析印象深刻,作者不仅解释了其产生的原理,还提供了有效的解决方案,例如增加电源走线的宽度、优化地平面设计以及合理选择稳压器。这本书,让我看到了电子设计中那些看似微小却至关重要的细节,它们共同构成了高性能电子产品的基石。

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一直以来,我对电子产品中的“信号”和“电源”这两个概念都停留在比较浅显的理解。直到我读了这本书,才真正认识到它们在高速产品设计中的重要性。作者以一种非常专业但又不失通俗易懂的方式,深入浅出地讲解了信号完整性(SI)和电源完整性(PI)这两个核心技术。他从最基础的电磁场理论出发,层层递进,详细阐述了信号在高速传输过程中会遇到的各种挑战,例如信号的衰减、失真、反射、振荡以及串扰等。我印象最深刻的是关于“阻抗匹配”的讲解,作者通过大量的图示和公式推导,让我深刻理解了为什么阻抗匹配是保证信号能量有效传输的关键,以及不同的端接方式(例如串联端接、并联端接)如何影响信号的完整性。 这本书在电源完整性(PI)方面的内容同样精彩。作者详细解释了电源噪声、电压跌落(IR Drop)以及去耦电容等概念,并提供了有效的解决方案。我尤其欣赏他对“电源噪声”的分析,他不仅解释了噪声的来源,还给出了如何通过滤波、屏蔽以及合理布局电源网络来降低噪声的方法。书中关于“高速产品应用实例”的部分,更是将这些理论知识与实际应用紧密结合。作者选取了多个具有代表性的高速产品,如手机、电脑主板、高速通信设备等,详细剖析了其信号和电源设计的关键点。例如,在手机的射频电路设计中,作者详细阐述了如何通过合理的PCB布局、屏蔽设计以及天线调优来保证信号的质量。这本书,让我看到了电子设计中那些“看不见”却至关重要的环节,它们共同构成了高性能电子产品的骨骼和血脉。

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我一直对电子产品背后的设计原理感到好奇,特别是那些能让设备快速、稳定运行的关键技术。这本书,恰好满足了我的求知欲。作者在书中以一种非常系统且深入的方式,讲解了信号完整性和电源完整性这两个在现代高速电子设计中不可或缺的概念。他从最基础的电磁场理论出发,逐步深入到PCB设计、元器件选型以及仿真分析等各个方面。我尤其欣赏他对“串扰”(Crosstalk)的讲解,作者不仅解释了其产生的物理机制,还详细介绍了如何通过改变走线间距、增加屏蔽层以及优化参考平面等方法来抑制串扰。 书中关于“高速产品应用实例”的部分,更是让我大开眼界。作者选取了多个不同类型的电子产品,如手机、笔记本电脑、服务器等,对其内部的信号和电源设计进行了详细的分析。我看到了设计师们是如何在有限的空间内,通过精妙的布局和布线,实现高性能的信号传输和稳定的电源供应。例如,在关于多核CPU的高速接口设计中,作者详细阐述了如何通过差分信号、时钟同步以及时序优化等技术,来确保数据的准确传输。这本书,让我对现代电子产品的复杂性和精密度有了全新的认识,也激发了我对电子设计领域更深层次的探索欲望。

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我一直对电子产品背后的技术细节感到着迷,尤其是那些让它们能够高速、可靠运行的“黑魔法”。这本书,就如同一个技艺精湛的“魔术师”,为我揭示了“信号完整性”和“电源完整性”这两个复杂领域的奥秘。作者在讲解过程中,并没有回避技术上的深度,但他以一种非常清晰且引人入胜的方式,将抽象的物理概念转化为实际的设计指导。我特别喜欢他对“信号衰减”的讲解,作者从信号在传输介质中的损耗机理入手,详细阐述了为什么随着传输距离的增加,信号的幅度会逐渐减小,以及这种衰减对接收端判定的影响。 书中关于“高速产品应用实例”的部分,更是让我大开眼界。作者选取了多个具有代表性的电子产品,如智能手机、平板电脑、以及高性能服务器等,对其内部的信号和电源设计进行了深入的剖析。我看到了设计师们是如何通过精妙的PCB布局、差分信号的运用、以及时序的优化,来确保高速数据传输的准确性和可靠性。例如,在分析一款高性能笔记本电脑的内存接口设计时,作者详细阐述了如何通过优化走线长度匹配、严格控制阻抗以及使用时钟抖动抑制技术,来保证数据在高速率下的完整传输。这本书,让我对现代电子产品的复杂性和设计智慧有了全新的认识,也激发了我对未来电子技术发展方向的思考。

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