顾名思义,本书讲述如何使用Cadence工具进行高速电路系统设计,以及利用仿真分析对设计进行指导和验证。面对电子、信息技术的飞速发展和层出不穷的市场需求,必须由硬件工程师利用最新的工具,使用前沿的科技产品,把这些奇妙的想法付诸实践,把一个概念或者设想以可以看见、可以触摸的物质形式展现给社会,来影响人们的生活。也正是从这个意义上讲,使得这么多年来,我一直以平淡和愉快的心情从事着硬件设计工作。

直到今天,在积攒了足够的经验和冲动后,促使我来完成这本书的写作。电路设计,尤其是现代高速电路系统的设计,是一个随着电子技术而日新月异的工作,具有很强的趣味性,也具有相当的挑战性。而目前,市场上还没有一个从实践出发、结合高速电路设计理论的设计指导书,所以我希望借助本书使得现在的硬件工程师更好地掌握这项技术,也希望通过我自己的经验分享,使得高速电路系统设计看起来没有那么神秘,从而吸引更多的电子技术人员加入到这个行业,通过我们的双手让这个世界变得更加美好。

写作目的和读者对象

首先需要指出的是,本书是高速电路系统设计和仿真技术的实践总结和设计指导,而并不是一本高速电路理论研究书籍。因此,也就决定了本书中所提到高速信号理论是前人研究成果的总结和借用。本书并不对这些理论进行推导和研究,如果读者对这些高速信号理论感兴趣,请参阅与此相关的专业理论书籍。之所以要在本书中提及这些高速信号理论,是因为从全书结构上考虑,使读者在阅读本书的过程中,能够由浅入深、由理论指导到实践应用地进行循序渐进的学习,并对高速电路系统设计的一些技巧和方法有比较深刻的理解和掌握。

本书的目的是要使得电子系统设计工程师们能够更好地掌握高速电路系统设计的方法和技巧,跟上行业发展要求。因此,本书针对的对象是那些希望挑战高速电路系统设计的工程师,已经具备电子系统设计的基本知识和技能,而不是刚刚从事这个行业的技术人员。因为本书也不会从原理图符号的制作、PCB板元件的封装设计、板框设定、元件的布局和PCB板的布线等开始讲起,这些是被默认为阅读此书之前应该掌握的基本内容。

有必要多提一点的是,尽管我们能够在市面上,或者网上找到例如“……高速电路设计指南……”、“……高速PCB设计与仿真……”等类似或相近题目的书籍,然而浏览其目录内容便可得知,虽题目相近,但内容相去甚远,有些只是对Cadence软件的操作和帮助文件进行了翻译,有些虽然提及了高速电路设计所需的工具和流程,但也仅限于软件的使用介绍,缺乏设计实例的设计分析过程和实践经验的指导。请读者自行甄别此类书籍与本书的差别。

最后,本书虽然冠名为《高速电路系统设计与仿真分析:Cadence实例设计详解》,但它决不是对Cadence软件工具的帮助文件和用户手册的简单翻译。尽管在本书写作过程中,不可避免地通过Cadence工具环境和Cadence仿真分析工具的使用来介绍设计实例,但本书更注重地是如何让读者通过使用工具,自己动手,重复这个设计分析过程来掌握这些设计技术。

另外,本书虽然以Cadence工具环境为依托来介绍高速电路系统的设计思想和方法,但这些思想和方法并不仅限于Cadence工具环境,经过适当的修改和重新配置,读者可以在其他工具中实现同样的设计,只是基于作者多年在Cadence工具环境下的经验,能够更加清晰流畅地阐述本书内容。

内容组织

本书内容由简到难,由理论到实践,被划分为四大部分。

第一部分(第1章到第3章)首先回顾了电子系统的设计发展过程,介绍了高速电路系统设计所面临的问题和挑战,然后阐述了高速信号的基本理论知识。此部分内容意在提醒读者在高速电路系统中遇到的新问题,以及解决这些问题所需的理论基础。在这部分的内容中,加入了作者对于高速信号的理解和经验的总结,使得读者能够在较短的时间内,掌握高速电路设计的精髓。

第二部分(第4章、第5章)介绍Cadence高速电路设计的工具和流程,也就是在Cadence工具环境中设计高速电路系统,应该遵循怎样的工作流程,选择哪些工具来完成各个阶段的设计任务,从而实现高速电路设计。

第三部分(第6章、第7章)此部分是本书的重点。第6章通过对一个DDR存储模块的设计分析,结合第二部分介绍的软件流程和使用,一步一步带领读者完成整个设计,使读者能够在实际的操作过程中掌握软件的使用方法,建立高速电路设计的概念和工作方法,让高速电路设计变得轻松。在第7章中,对正在快速发展并得到广泛应用的高速串行差分信号的分析与设计技术进行了讲解。

对于低于5Gbps的高速差分信号,作者介绍了Cadence的解决方案和一个设计实例,而对于高于5Gbps的高速差分信号的设计,由于受到各种技术和非技术原因的限制,不能以实例来展示5Gbps以上的设计方法和技术,但是基于对高速信号完整性的理解,作者给出了具体应对高于5Gbps的高速差分信号的实践技巧,作为读者在实际工作中的指导原则。

第四部分(第8章)结束部分,内容是作者关于从事高速电路设计的心得和对技术发展的展望。
 
实例下载及阅读支持

本书为了能够从实用的角度阐述Cadence的高速电路设计技术,提供了一个设计实例供读者在阅读本书过程中进行同步参考。该实例以网络下载的方式提供给读者,读者购买此书之后,可以登录合作网站http://www.pcbbbs.com/index.asp,中国PCB技术论坛,通过首页寻找本书专属讨论区,并找到相应的链接,下载此书所使用的设计实例。

读者在安装了Cadence SPB16.0以上版本的软件后,可以按照书中所讲的步骤,同步完成设计,从而在实际操作中解决问题,完成并掌握高速电路设计方法。

另外,本书在写作和推广的过程中,得到了中国PCB技术网www.pcbtech.net和中国PCB论坛网www.pcbbbs.com的大力支持。为方便读者的阅读、读者答疑和信息反馈,中国PCB技术网和中国PCB论坛网为本书提供了两个二级域名shaopeng.pcbtech.net和shaopeng.pcbbbs.com,分别作为图书推广宣传活动和读者技术交流的空间。

读者可以通过免费注册的方式,成为中国PCB技术网和中国PCB论坛网的用户。高速电路系统设计的工程师和研究者,应该不断地跟踪业界最新技术发展,进行广泛的交流和学习。如今,网络已经成为信息获取和交流的重要手段,作为电子技术工程师,必须能够利用网络及时跟踪先进技术的发展动态,并在网络环境中和来自不同领域的工程师进行积极的技术交流,这样才能使自己始终处于技术发展的前沿。

在阅读本书的过程中,如果读者遇到任何问题,或者对本书内容有任何建议和意见,都可以通过这个讨论区和作者直接进行交流。希望读者在阅读本书之后,能够登录合作网站,以获得最新的技术发展信息。

除了上述合作网站之外,在网上还有大量的相关技术信息及不同专业工程师交流的技术论坛,非常有利于大家相互学习和促进技术发展。下面将列出部分相关网络站点供读者参考。另外,在本书的参考文献中,列举了一些业界非常流行的参考书籍,这些书籍包含了信号完整性设计更深的理论内容和更广泛的知识,作为每个高速电路系统设计工程师,都应该仔细阅读体会这些作者的研究成果和经验总结。下面列出部分站点供读者参考。

http://www.ed-china.com/          《电子系统设计》网站
http://www.pcbres.com/                PCB资源网
http://www.parkelectro.com/index.htm   射频和微波技术