内容简介

目前市面上信号与电源完整性仿真书籍的内容普遍偏于理论知识或分散的仿真样例，给读者的感觉往往是“只见树木不见森林”。针对这种情况，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。为了使读者能系统地了解信号与电源完整性仿真知识，书中还加入了PCB制造、电容S参数测试夹具设计等方面的内容，并免费赠送作者开发的高效软件工具。      本书编写人员都具有10年以上的PCB设计、高速仿真经验，他们根据多年的工程经验把产品开发与仿真紧密结合在一起，使本书具有更强的实用性。本书适合PCB设计工程师、硬件工程师、在校学生、其他想从事信号与电源完整性仿真的电子人员阅读，是提高自身价值及竞争力的不可多得的参考材料。

精彩书摘

　　《信号、电源完整性仿真设计与高速产品应用实例》：
　　3）全板镀镍金全板镀镍金是在PCB表面导体先镀上一层镍后再镀上一层金，镀镍主要是为了防止金和铜间的扩散。另外，它也具有其他表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性，这可以长期保护PCB。
　　现在的电镀镍金有两类：镀软金（纯金，金表面看起来不亮）和镀硬金（表面平滑和硬、耐磨，含有钴等其他元素，金表面看起来较光亮）。软金主要用于芯片封装时打金线，硬金主要用在非焊接处的电性互连。
　　4）沉金沉金是在铜面上包裹一层厚厚的、电性良好的镍金合金，这可以长期保护PCB；另外，它也具有其他表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性。镀镍的原因是由于金和铜间会相互扩散，而镍层能够阻止金和铜间的扩散；如果没有镍层，金将会在数小时内扩散到铜中去。沉金的另一个好处是镍的强度，仅仅5μm厚度的镍就可以限制高温下Z方向的膨胀。此外，沉金也可以阻止铜的溶解，这将有益于无铅组装。
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目录

第1章  产品简介
1．1  产品实物图
1．2  产品背景
1．3  产品性能与应用场景
1．4  产品主要参数
1．5  主要器件参数
1．6  产品功能框图
1．7  电源模块
1．8  时钟部分
1．9  DDR3模块
1．10  散热设计
1．11  产品结构图
1．12  产品其他参数
第2章  PCB材料
2．1  PCB的主要部件及分类
2．1．1  PCB的主要部件
2．1．2  PCB分类
2．2  基材介绍
2．3  高速板材选择
第3章  PCB设计与制造
3．1  PCB设计要求
3．2  制板工艺要求
3．3  常用PCB光绘格式
3．4  拼板设计
3．5  基准点设计
3．6  PCB加工流程简介
第4章  信号完整性仿真基础
4．1  信号完整性问题
4．2  信号完整性问题产生原因
4．3  传输线
4．3．1  常见的微带线与带状线
4．3．2  传输线的基本特性
4．3．3  共模与差模
4．4  反射
4．5  串扰
4．6  仿真的必要性
4．7  仿真模型
4．7．1  IBIS模型
4．7．2  HSPICE模型
4．7．3  IBIS-AMI模型
4．7．4  S参数
4．8  常用信号、电源完整性仿真软件介绍
第5章  过孔仿真与设计
5．1  过孔介绍
5．2  过孔对高速信号的影响要素及分析
5．3  过孔优化：3D_Via_Wizard过孔建模工具的使用
5．3．1  使用3D_Via_Wizard创建差分过孔模型
5．3．2  差分过孔仿真
5．4  产品单板高速差分信号过孔优化仿真
5．5  背钻工艺简介
第6章  Sigrity仿真文件导入与通用设置
6．1  PCB导入
6．1．1  ODB++文件输出
6．1．2  PCB文件格式转换
6．1．3  SPD文件导入
6．2  SPD文件设置
6．3  仿真分析与结果输出
6．3．1  仿真扫描频率设置
6．3．2  结果输出与保存
第7章  QSFP+信号仿真
7．1  QSFP+简介
7．2  QSFP+规范
7．3  仿真网络设置
7．4  QSFP+光模块链路在ADS中的仿真
7．5  仿真结果分析
7．5．1  添加信号判断标准
7．5．2  TX0与RX0差分信号回环仿真分析
7．6  PCB优化设计比较与建议
7．6．1  焊盘隔层参考分析比较
7．6．2  高速差分不背钻过孔分析比较
7．6．3  QSFP+布线通用要求
第8章  SATA信号仿真
8．1  SATA信号简介
8．2  SATA信号规范
8．3  仿真网络设置
8．4  SATA信号链路在SystemSI中的仿真
8．4．1  建立SystemSI仿真工程
8．4．2  创建仿真链路
8．4．3  添加仿真模型
8．4．4  设置链接属性
8．4．5  设置仿真参数
8．4．6  仿真分析
8．5  结果分析与建议
第9章  DDRx仿真
9．1  DDRx简介
9．2  项目介绍
9．3  DDR3前仿真
9．4  DDR3后仿真
9．4．1  仿真模型编辑
9．4．2  PCB的导入过程
9．4．3  仿真软件通用设置
9．4．4  DDR3写操作
9．4．5  DDR3读操作
9．4．6  仿真结果分析
9．5  DDR3同步开关噪声仿真
9．6  时序计算与仿真
9．7  DDR4信号介绍
第10章  PCIe信号仿真
10．1  PCIe简介
10．2  PCIe规范
10．3  仿真参数设置
10．3．1  调用仿真文件
10．3．2  定义PCIe差分信号
10．3．3  设置PCIe网络端口
10．3．4  仿真分析
10．3．5  S参数结果与输出
10．4  PCIe链路在ADS中的仿真
10．4．1  建立ADS仿真工程
10．4．2  ADS中导入S参数文件
10．4．3  ADS频域仿真
10．4．4  ADS时域仿真
10．4．5  通道的回环仿真
10．5  PCIe通用设计要求
第11章  电源完整性仿真
11．1　电源完整性
11．2　电源完整性仿真介绍
11．3　产品单板电源设计
11．4　产品单板AC仿真分析实例
11．4．1　PCB的AC仿真设置与分析
11．4．2　仿真结果分析
11．5　产品单板DC仿真分析

试读

　　《信号、电源完整性仿真设计与高速产品应用实例》：
　　3）全板镀镍金全板镀镍金是在PCB表面导体先镀上一层镍后再镀上一层金，镀镍主要是为了防止金和铜间的扩散。另外，它也具有其他表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性，这可以长期保护PCB。
　　现在的电镀镍金有两类：镀软金（纯金，金表面看起来不亮）和镀硬金（表面平滑和硬、耐磨，含有钴等其他元素，金表面看起来较光亮）。软金主要用于芯片封装时打金线，硬金主要用在非焊接处的电性互连。
　　4）沉金沉金是在铜面上包裹一层厚厚的、电性良好的镍金合金，这可以长期保护PCB；另外，它也具有其他表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性。镀镍的原因是由于金和铜间会相互扩散，而镍层能够阻止金和铜间的扩散；如果没有镍层，金将会在数小时内扩散到铜中去。沉金的另一个好处是镍的强度，仅仅5μm厚度的镍就可以限制高温下Z方向的膨胀。此外，沉金也可以阻止铜的溶解，这将有益于无铅组装。
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前言/序言

序  言  1

      认识“小广东”阿毛——毛忠宇这位同门小师弟有20多年了，他记忆力超强，几十年前的芝麻旧事都能翻出来；说话风趣（就是普通话还不够标准），爱好广泛，从流行的红木家私到各种茗茶饮品，样样都能点评几句；而且爱钻研，在日常工作中总会编点应用小程序来“偷偷懒”，业务能力挺强，因软硬件皆有涉及，从板级设计到封装芯片协同设计都有深厚的积累，并常常提出些独到的想法和见解。 

      记得去年冬天阿毛与我谈过出版SI方面书籍的想法，提到市面上关于高速设计方面的书很多，但是缺乏基于具体实际产品开发应用方面的书籍，如能借助目前团队众多的实际产品实例，从产品开发角度来介绍高速设计理念，则既不需要涉及太多太深的理论，又能让开发工程师方便应用这些知识快速解决手中的实际问题，将是对业界SI知识的一个很好的补充。当时我深有同感，想不到大半年时间已经成册。纵观手稿，前面几个章节介绍了关于PCB设计制作的一些重要内容，这是他们的强项，不懂PCB的制造及设计SI又如何能落地！后面的章节针对高速数据加速卡实际产品案例展开，详细介绍了如何有效解决目前工程师面临的绝大部分各种接口的高速总线信号完整性问题，当然也少不了高速设计中最麻烦的孔处理；最后介绍了如何有效解决热门的电源完整性问题，并且推荐了阿毛自我感觉良好的几个小程序。笔者曾有幸参观过他们公司设备齐全的高速实验室，对书中如何有效利用测试方法处理电容模型寄予厚望。 

      希望本书能带给大家一个不同角度的视野，使得产品开发时使用SI仿真方法更接地气；也希望他们能根据书中内容再通过网络平台安排一些线下的培训课程，设计相应的测试对比实验，效果会更佳。

                                                                                                                    陈兰兵

                                                                                                            2017年秋于上海

                                                             序  言  2

      本书作者在写第一本《IC封装基础与工程设计实例》的时候，就找我作序，当时被我拒绝了。原因很简单，市面上牛人牛作品太多，多得让人无从分辨，真要写好书，就要耐得住寂寞，没有“板凳一坐十年冷”的精神是不行的，不能走“畅销”路线。

      随着互联网的普及，我们真正进入了一个信息爆炸的时代。按理说学习这事应该很容易才对，因为信息资源随手可得，但人们慢慢发现，学习并非易事，很多所谓的“学习”往往让人“听了兴奋，过了无痕”。这时，对工程师们来说，找到靠谱的向导和货真价实的参考书尤为重要。作者在完成第一部作品之后，所在的团队陆陆续续出版了10多部作品，都是基于一线的工程实践案例编写的，其对电子工程技术的专注与无私分享精神让人钦佩。

      我认为，一部优秀的工程技术作品首先要有扑面而来的干货。如果通篇皆是理论而没有工程实践，就不能算是合格的作品，理论和实践必须“知行合一”。在浏览本书目录之后，疑虑即被打消，FPGA、DDR4、PCIe、USB、QSFP+等都是主流高速应用，甚至对PCB板材、高速过孔、电容模型、电源等都有介绍，作者用一个功能完整的高速大数据加速卡项目作为主线贯穿了全书内容，以实际量产的工程作品作为案例而不是DEMO应用，这很难得。工程师们最需要的就是能手把手照着做、有参考意义的书，本书毫无疑问是满足了这个需求的。其次，作者的“售后服务”也很有特色，在EDA365网站开辟的答疑版块和公众号让人很容易联系到作者本人进行答疑交流，而不是卖完书就撒手不管，体现了对读者负责的态度。

      好书是用来读的，而不是用来收藏的。每逢世界读书日，朋友圈里都会有很多关于阅读问题的探讨，我们的人均