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8 y/ p, ^7 M; A# A
/ N1 f: ] m) f7 L2 F第1篇 基础理论篇 ' {4 | s" H' o6 m6 W+ M6 h
第1章 高速系统设计简介 2 " k P7 ~+ i2 l
1.1 PCB设计技术回顾 2
/ d7 P5 _0 g4 |, a1.2 什么是“高速”系统设计 3 ) E3 B9 M3 v2 n F; Z$ ~
1.3 如何应对高速系统设计 8
/ t; ]! N! ^$ e0 v5 y1.3.1 理论作为指导和基准 9 / w$ p9 h; h& _% W! p* }* L5 n
1.3.2 积累实践经验 11 ; W; S# c, D, A" _
1.3.3 平衡时间与效率 11 ' t' { O3 d5 u" E8 s
1.4 小结 12
8 j3 ~7 [! Z; D/ m9 L& Y第2章 高速系统设计理论基础 14
6 G' _' \* L/ n, p8 B( \5 [2.1 微波电磁波简介 14 " L/ b6 h0 v6 A) R5 M( w$ M
2.2 微波传输线 16 6 K( Z# f/ _+ V5 i0 ^
2.2.1 微波等效电路物理量 17
" `; Z6 N: z0 y$ b2.2.2 微波传输线等效电路 17 $ z; f" R. _* S$ _" J' u+ n
2.3 电磁波传输和反射 21
& W! s( O( `1 d2.4 微波传输介质 24
0 b2 E8 g6 ^ q) x2 n2.4.1 微带线(Microstrip Line) 25
1 J3 Q; h) s3 z- G; N# x# w2.4.2 微带线的损耗 26
9 z0 z+ K- z9 f2 J y2.4.3 带状线(Strip Line) 28 + g; n0 }" y( {0 U+ M$ F: C
2.4.4 同轴线(Coaxial Line) 29
7 U5 \$ @. c" z" K; u" w$ D; z, r2.4.5 双绞线(Twist Line) 30
2 y' |4 b3 l# U7 J: z ^2.4.6 差分传输线 30 ( j1 X" x& m B5 ]+ M
2.4.7 差分阻抗 33 ' s+ {9 }/ o& p" [. L% g: y- M% J
2.5 “阻抗”的困惑 33 ( I8 G8 G9 x( D2 k; u; I
2.5.1 阻抗的定义 34 ! z0 |% T5 u5 O' Z" N: g
2.5.2 为什么要考虑阻抗 35
) ?" Y; f8 _/ r8 v, N& M2.5.3 传输线的结构和阻抗 35 3 G6 q) @) C# m. b+ ~
2.5.4 瞬时阻抗和特征阻抗 36 : Z& r+ V- h6 V: I
2.5.5 特征阻抗和信号完整性 37
. I. ~1 U* t6 Z; g9 Q2.5.6 为什么是50Ω 37
3 d0 ], P" Z. [' m2.6 阻抗的测量 38
5 C$ A" H' R/ x) ?: i2.7 “阻抗”的困惑之答案 40
2 n' p' l: U1 a1 @, `2.8 趋肤效应 41
; C% L; m. L ^, J2.9 传输线损耗 42 % N) [/ h8 m7 \: w j1 S: G# b
2.10 小结 44 ) e/ I' v* V) y
第3章 信号/电源完整性 45
( l: m/ P& P+ o3 O$ `7 A3 t/ I5 I; T& ?3.1 什么是信号/电源完整性 45
& h5 V) X5 ?, Y3.2 信号完整性问题分类 47 " U: X2 W; \% p. F) V% j
3.3 高频信号传输的要素 49
: r. `& l: z4 ^3.4 反射的产生和预防 50 ! |. G5 z; |" m# a9 u
3.4.1 反射的产生 51
# _( _2 N3 T6 ~2 h9 A3.4.2 反射的消除和预防 55 " E1 _1 m$ r7 I% s/ P" ?: `
3.5 串扰的产生和预防 67
& F# Z* B+ F+ L% @5 s3.5.1 串扰的产生 67 & ]" \+ T" H9 w- p/ G( U6 m
3.5.2 串扰的预防与消除 71
5 w4 u! O l4 t. A3.6 电源完整性分析 73
4 ]( a6 u, L- e; K* q3.6.1 电源系统设计目标 74 # ?, i/ d! ^9 a
3.6.2 电源系统设计方法 76
* J$ t( `, I2 ^$ f) X3.6.3 电容的理解 78 - l- c) P$ ^, ~5 C. d/ H; Y
3.6.4 电源系统分析方法 81 ! b) c' y; ?, C4 t s# B) N- H7 |
3.6.5 电源建模和仿真算法 82 7 i7 Y! h2 Z1 \/ M3 o( g0 O( M
3.6.6 SSN分析和应用 84 ) U+ m, B3 a4 O
3.7 电磁兼容性EMC和电磁干扰EMI 88
- n! M* j& t9 y- U" q# Z, `3.7.1 EMC/EMI 和信号完整性的关系 89 ( h2 t& H7 O$ J( m& Z3 w
3.7.2 产生EMC/EMI问题的根源 90
, i8 f S8 Y' @, W3.8 正确认识回流路径(参考平面) 92 5 M( w. d/ J, V% Y( |- L
3.8.1 什么是高频信号的回流路径 92 2 n X2 L6 w* {+ O6 a, U
3.8.2 回流路径的选择 93
/ G/ U% W6 \' h8 }0 T2 K3.8.3 回流路径的连续一致性 96
/ a! H% E: `) ?+ b3.9 影响信号完整性的其他因素 97 ' }+ ~1 J( W3 J; w! o& b$ @
3.10 小结 97
1 t$ V0 V6 u, ~7 q第2篇 软件操作篇
8 m( u" s. m) I第4章 Mentor高速系统设计工具 100
) ]! k! k* W2 E8 m+ X: d0 s$ ^8 c4.1 Mentor高速系统设计流程 101
' w( s9 M- g4 i1 f7 Z7 M! V4.2 约束编辑系统(Constrain Editor System) 105 ; n( Q, g* n$ J R( D0 M- y
4.3 信号/电源完整性分析工具:HyperLynx 109
8 c% v0 {) l, T' u. ]/ S$ M4.3.1 HyperLynx的工具架构 109 ; |6 V9 [. n& U( j. J* J% N
4.3.2 HyperLynx的通用性 113
; a7 _8 b8 n1 K# k9 B4.3.3 HyperLynx的易用性 113
+ R) S! {- K/ M% X/ J+ C4.3.4 HyperLynx的实用性 117
: w5 u1 M$ X' M- U5 S: a$ g4.3.5 Mentor高速仿真技术的发展趋势 121
( s# G: ?+ E0 n0 g4.4 前仿和后仿 122 & g5 O( P. T* t3 U0 \9 h
4.5 HyperLynx -LineSim使用简介 124
$ ~+ i8 _. e$ {) Q* e4.5.1 分析前准备工作 125 7 i' ~+ {( {/ u. @8 h
4.5.2 建立信号网络 127
; a. J/ l- c9 E6 L4.5.3 设置仿真条件 128
1 y: Q( S: q( y; h8 ?6 ?4.5.4 仿真结果和约束设置 131
$ ^/ D; M3 F9 T2 }: T4.6 HyperLynx-BoardSim使用简介 132 3 r1 H* V% V. m" M. X% U
4.6.1 设计文件的导入 132 : G, e, R' m1 i$ m& s4 |" t/ n" ] N
4.6.2 设置仿真条件 133 % L1 M% f6 u1 I% k3 S
4.6.3 关键网络分析 135
: F% ~: b3 U3 R4 a4.6.4 多板联合仿真 137
{% j1 k6 Y3 b1 a, g' E4.7 HyperLynx -3DEM简介 139
2 w( o* o( \% y% t4.8 小结 141 7 V# A4 O& p" s7 ^# R( h; F
第5章 高速系统仿真分析和设计方法 142 : p0 h1 ]; D9 E: m: P) S- {
5.1 高速电路设计流程的实施条件分析 142 b; N& J' Z# ~; y8 }" ~
5.2 IBIS模型 144
2 i9 C5 p. K! S" ]- w5.2.1 IBIS模型介绍 144 + ~7 a+ a( O5 _7 Z% i$ D& Z
5.2.2 IBIS模型的生成和来源 146
7 h# x9 n r3 ~( l# Q- J5.2.3 IBIS模型的常见错误及检查方法 152
3 J# C5 c2 ~( M; k5.2.4 IBIS文件介绍 155 . ^5 m8 R; j- e6 V+ D
5.2.5 如何获得IBIS模型 159
* \& E L0 U( Q s9 o5.2.6 在HyperLynx中使用IBIS模型 160 * W: V+ L {, r- {
5.2.7 在Cadence流程中使用IBIS模型 162 0 I. [3 Q9 m3 b( |
5.2.8 DML模型简介 163
: k0 V+ A S, N9 X- b# G( s$ [5.3 仿真分析条件设置 167
7 r& Y/ O0 C9 D6 {) k3 G5.3.1 Stackup――叠层设置 168 - A p& V; L, C$ E0 @
5.3.2 DC Nets――直流电压设置 168 4 Q5 u+ u: |4 U, [! x& m* O
5.3.3 器件类型和管脚属性设置 169 4 J {% J# c7 h# n
5.3.4 SI Models――为器件指定模型 171 : ^2 E5 F1 U+ y
5.4 系统设计和(预)布局 173
* Q, d% a( a- ?3 m+ {/ i ^( ^5.5 使用HyperLynx进行仿真分析 176
" d Z8 e# }4 ?" ]% b1 Q5.5.1 拓扑结构抽取 176 " w2 E# Z0 N: `# I8 T5 r4 m6 g
5.5.2 在HyperLynx中进行仿真 177
- _7 v% P# s( w1 b2 ^5.6 约束规则生成 183
+ o1 p2 p( P1 V% |4 |& u8 I5.6.1 简单约束设计――Length/ Delay 183 8 X' g* [- z2 D# D ^7 l
5.6.2 差分布线约束――Diff Pair 184 ( l* ~$ L7 W; F1 Y! W( O( I
5.6.3 网络拓扑约束――Net Scheduling 185
, K0 }7 _' ]" j/ O+ `+ J5.7 约束规则的应用 187 5 j9 Z: S! a3 P8 k" Q
5.7.1 层次化约束关系 187
" D. l. Y! f! ^; _$ x3 U! {5.7.2 约束规则的映射 189
. m3 C! s0 Q4 a1 \; a1 [. P5.7.3 CES约束管理系统的使用 190
5 K7 w" C9 @! I( A/ {) {$ Z8 a5.8 布线后的仿真分析和验证 191
6 F' J2 U% g+ @. p K! D Y5.8.1 布线后仿真的必要性 191 ' J+ X- c7 U9 ~0 k0 l; l
5.8.2 布线后仿真流程 192
' B3 T2 }1 r0 J" Y5.9 电源完整性设计方法和流程 194
5 ?8 f" m, o1 |% r6 O+ [# M) s5.9.1 确定电源系统的目标阻抗 196
- O+ h4 n' B W% d5.9.2 DC Drop――直流压降分析 197
* Y9 w( d* b* i# |8 ?5.9.3 电源平面谐振点分析 199 8 ~8 c! s% u% Q% C6 f- O6 q
5.9.4 VRM去耦作用分析 202
) b4 p4 I; w' Y# E! w7 |+ O9 i- U5.9.5 去耦电容的集总式交流特性分析 204
, h" `( O% K$ @7 W5.9.6 去耦电容的分布式交流特性分析 206
$ Z5 I4 U6 O6 [5 J( S5.9.7 电源噪声特性分析 207 $ D: b; D; h( X, V
5.9.8 电源平面模型抽取 209
3 q" S0 M4 e6 U3 P/ n( j5.9.9 HyperLynx-PI电源系统设计流程总结 210 ) g7 V1 y! I6 l2 q5 N
5.9.10 创建VRM模型 211
$ G" U, V% N/ j" X5 V: N5.9.11 电容的布局和布线 213
2 @6 ]6 D7 a# G' e* n9 R( Y5.9.12 合理认识电容的有效去耦半径 215 . L1 V+ z& Y/ c7 C4 Q
5.10 小结 217
5 a0 T+ x8 G& t( L& K" g# ?( l& [* F第3篇 DDR系统仿真及案例实践篇 1 w1 I c% D& k4 J5 c
第6章 DDRx系统设计与仿真分析 220
# D( u* ]. F, g' m/ M6.1 DDR系统概述 220 2 W+ Z! _1 k* q# v9 Z
6.2 DDR规范解读 222
7 |" P1 m% @" d0 ]6.2.1 DDR规范的DC和AC特性 223
) ~0 X/ R$ I- r5 b6.2.2 DDR规范的时序要求 225 " ^2 X7 M6 A2 n N% j/ w% n
6.2.3 DDR芯片的电气特性和时序要求 226 + D3 t0 H& k# i8 a+ o( z* e
6.2.4 DDR控制器的电气特性和时序要求 229 : R- a/ D w% ?
6.2.5 DDR刷新和预充电 230
# ~! A/ P' G0 Q6.3 DDRx总线技术发展 233
# j. P5 b5 a2 ]0 [3 a6.3.1 DDRx信号斜率修正 233
$ \1 Z) Y) T3 F% V7 K" `5 K6.3.2 DDRx ODT的配置 236
+ t3 |; _ u) [1 B9 c6.3.3 从DDR2到DDR3 237 + a# D* H0 ^1 P' g3 @* c% r
6.3.4 DDR3的WriteLeveling 238
6 `, @1 [2 ^" Z/ }* z1 ~' u2 u6.3.5 DDR2及DDR3的协议变化 239
, u" z2 J% d# p6 a6.4 DDRx系统仿真分析方法 240 9 _% F2 E0 o' ?: m! C; k0 X% \
6.4.1 在HyperLynx中仿真DDRx 系统 240 - a5 v4 o, `$ u$ m' a
6.4.2 仿真结果的分析和解读 253
' h2 q* a$ E2 e6.5 LPDDRx简介 254
4 t/ K, p$ i/ T* S第4篇 高速串行技术篇
# L& ~/ F8 w0 e A第7章 高速串行差分信号设计及仿真分析 258
) H+ o8 k+ h! G! d7.1 高速串行信号简介 259
- F) I8 }9 f* N3 a! a& }/ i% v7.1.1 数字信号总线时序分析 259 : [" F" ]* U0 d, `2 c
7.1.2 高速串行总线 262 $ v4 {! n) _: g/ i
7.1.3 Serdes的电路结构 264
" e( o9 K! G1 r8 P7.1.4 Serdes的应用 265 + E& B) S# U# u U, z
7.2 高速串行信号设计 266
. t2 S3 Y# y% p/ c! `( p( ?7.2.1 有损传输线和信号(预)加重 267
* [) V6 h6 ^! f' x, I; j* C7.2.2 表面粗糙度对传输线损耗的影响 270
8 v8 K/ e4 U8 c7.2.3 高频差分信号的布线和匹配设计 271
3 e8 b* j8 w3 J, [& Q2 X7.2.4 过孔的Stub效应 273
L9 H6 A% k7 F) `8 x6 Z, r' ?. h* N7.2.5 连接器信号分布 275
8 A, D7 f. g$ m$ A2 `7.2.6 加重和均衡 276
6 V) | ]5 |/ f$ j6 t4 T7.2.7 码间干扰ISI和判决反馈均衡器DFE 278 , H5 M/ H* c! `6 v# v
7.2.8 AC耦合电容 281
4 Q( w5 @' U; I) `) ?9 \$ T+ f7.2.9 回流路径的连续性 285 . F6 M8 i( E" g! D) L; @( ^) C
7.2.10 高速差分线的布线模式和串扰 286
6 t- ~9 M3 Z; R( P' J+ w( M7.2.11 紧耦合和松耦合 287
+ Z& `2 v& c& [: d7.3 高速串行信号仿真分析 289 3 Q! U) Q7 e9 {
7.3.1 系统级仿真 289 * x- c5 B6 h% ?. T
7.3.2 S参数(Scattering parameters) 291
+ `9 w3 @+ G% Q- Y, a, m" p: p7.3.3 互连设计和S参数分析 294 " T3 I% s m+ F& t# O" L% Y
7.3.4 检验S参数质量 300 . o1 n( x/ [: k4 _
7.3.5 S参数的使用 305
4 u) I$ D4 ]8 _6 f/ Y* W4 P7.3.6 高速差分串行信号的仿真需求 306 " p! z! r9 v' l$ o
7.3.7 IBIS-AMI模型介绍 308
3 Z( t; r+ a/ Y; E9 Q3 }# J& z1 [9 q* a7.3.8 HyperLynx AMI Wizard通道仿真分析 310
- ~2 T3 V1 j' d, c3 M7.3.9 6Gbps,12Gbps!然后 313
4 K: ]9 X; Z/ M$ u3 c7.4 抖动(Jitter) 314 6 d7 D% Q _4 {; H) y6 N) _7 _
7.4.1 认识抖动(Jitter) 315
: r7 _+ J3 H z `, s3 j7.4.2 实时抖动分析 316 / Q, R! o( t9 h; c7 z
7.4.3 抖动各分量的典型特征 318 / ]& A6 ^! Q+ I# E
第5篇 结束与思考篇
5 S5 ?" K$ M% E2 t1 o; V& a! k第8章 实战后的思考 324 , D" H& M/ K) d8 A) P
术语和缩略词 329
; T; K c# w1 q# C% ^ + [1 X r2 r* M g
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