本书阅读指南
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的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详细的推导和研究,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EDA 工具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区别。
最后,本书的实例实现是依托于Mentor的高速设计工具流程和环境,因此不可避免地在介绍实例的过程中,通过Mentor工具环境和Mentor仿真分析工具的使用来介绍设计实例,但它绝不是对软件工具介绍的简单翻译,本书更注重的是如何让读者通过工具的使用,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Mentor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Mentor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。这一点,希望读者在阅读和参考此书的过程中能够体会到,而不是仅仅局限于本书提供的方法和经验。在借鉴这些方法和经验的基础上,我更希望看到读者能够将之发挥和扩充,从而在其他的仿真设计工具中解决新的问题。
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1篇(第1章到第3章)基础理论篇
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。这部分加入了笔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,初步掌握高速电路设计的难点和设计方向,以及必备的理论基础知识。
第2篇(第4章到第5章)软件操作篇
介绍Mentor高速电路设计的工具和流程,也就是在Mentor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。
但是,在此提醒读者的是,这一章的内容,不是对Mentor工具使用手册的翻译,而是从一个较高的角度,向读者说明,要想在Mentor设计环境中实现高速设计,应该掌握Mentor的哪些工具,以及从哪些角度来学习和掌握这些工具。它并不是对Mentor软件手册的逐一翻译。如果读者需要逐一了解Mentor工具软件的每一项功能和使用方法,需要去寻找专门介绍工具使用的相关书籍,或者直接向Mentor公司咨询软件培训事宜。
第3篇(第6章)DDR系统仿真及案例实践篇
此部分是本书的重点之一。在本篇内容中,首先要带领读者学习DDR、DDR2和DDR3之间一脉相承的技术发展道路,以及它们之间的区别和它们相应的设计难点。在充分了解DDR技术的基础上,通过对一个DDR3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,一步一步地带领读者完成整个DDR3系统的仿真和设计工作,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,希望通过本章的学习,能够让读者在Mentor工具的辅助之下,不再对高速电路设计和复杂协议存有惧怕心理,让高速电路设计变得轻松。
第4篇(第7章)高速串行技术篇
本部分的内容,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。由于近年来技术的发展,高速差分信号已经普遍应用于各种高速系统中,但是对于5Gbps 以上的高速信号完整性的理解,以及和传统的仿真方法和设计流程的区别,使得5Gbps 以上的高速差分系统的设计对于很多企业和工程师来说还是一个障碍。在本篇中,笔者首先介绍了对于高速差分系统进行信号仿真的方法和设计流程,不同于传统信号的处理方法以及需要重新考虑的因素;然后,结合在此领域的实际设计经验,给出了具体应对5Gbps 以上的高速差分信号仿真方法的实践技巧,可作为读者在实际工作中的指导原则。
第5篇(第8章)结束与思考
本部分内容是笔者关于从事高速电路设计的心得和对技术发展的展望。
书中出现这个标记的地方,是提醒读者注意的阅读重点,或者实践经验与技巧。