高速PCB培训手记

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1、高速PCB培训手记1.引言人类工具发明的历史，就是自身解放的历史。面对享誉全球的Cadence公司的AllegroSPBPCB软件，你不得不发出这样的感慨。当人类对电子类消费产品的需求进一步朝高集成度、高速度、超小型化发展时，芯片的工作频率以摩尔定律增加，而其尺寸反而越来越小，这势必要求更高密度、更高速度的PCB板。而高密度、高速度的布线则带来了诸如反射、串绕、EMI等一系列的信号完整性（SI）问题，如果不抑制这些高速问题则可能使原理无误的电路板无法正常工作或达不到预定的工作能力。于是，信号完整性分析与设计成为了最重要的高速PCB板级和系统级分析与设计手段，在硬件电路设计中扮演着

2、越来越重要的作用，它是整个系统是否成功的最后一个关键。国外对PCB的SI较早就十分关注，伟大的美国工程师以它们敏捷的思维、深厚的数学功底、崇高的敬业精神将似乎无法把握的纷繁芜杂的SI问题抽象成系统的数学公式，使之成为一套完整的理论，并贡献了三本伟大的书，它们是HowardW.Johnson的《High-SpeedDigitalDesign–AHandbookofBlackMagic》、StephenH.Hall的《High-SpeedDigitalSystemDesign》和BrianYang的《DigitalSignalIntegrity》，这三本被业界誉为经典的PCB圣经必然

3、和它们的作者一样，在人类的IT发展史上留下光辉一笔。而Cadence的SPB系列软件则建立在这些完整的理论体系上，它细致严谨的原理图设计工具、灵活自如的PCB布线器、完整可靠的SI仿真分析功能将PCB工程师从繁重的劳动中解放了出来，与同类软件（protel、powerpcb等）相比，它绝对能以更短的开发周期完成更高质量的PCB设计。当我使用Cadence公司的SPB软件，一次次被它散射出的智慧光芒所折服，正如在研读《High-SpeedDigitalDesign–AHandbookofBlackMagic》时被作者深邃的知识所折服一样。SPB软件完整而庞大，蕴含着一套完整的设计理

4、论，学习和使用它无疑是一个相当艰难的过程，但是技术人员天性对技术的崇拜和渴求使得这种学习过程也成为一种享受，于是乎，痛并快乐着。可叹我伟大的祖国，何时才能在科技领域剑指乾坤，傲视群雄？可叹我智慧的中国人，充满科研的智慧，却没有创造出智慧的科研！2.原理图传说中的Capture，Cadence收购自orCAD，作为本次培训讲授的原理图设计软件。为什么选择培训它而不选择Cadence自身研发的DesignEntryHDL，Cadence是聪明的。Capture本身拥有庞大的用户群体，其设计思路和低端的protel等又十分相似，学员能更快上手。与protel相比，Capture的优势是

5、明显的，它具备如下特点：1)快速的器件建库能力，严谨的器件参数设置如图1所示，在建立part时，需要指定PartReference、PCBFootprint和指定其part分成几个部分（是同构还是异构）。也需指定其类型（即class，如图2），类型分为IO、IC和分离元件，这里的class设置会映射到PCB仿真时指定不同类型的model。图1建立part图2part参数设置part的pin也需指定形状(shape)和电气类型，如图3所示。图3指定pin的形状和电气类型反观protel，它没有这样严谨的参数设置，所以protel绘制的工程转化到Cadence工具中后，器件类型全为I

6、C。在用Capture建立part时，可以一次添加一组pin，点击即可。在国际互联网上，可以下载到许多器件的库文件。一些大型的企业则分门别类地将器件库存放在特定的服务器上，由专人管理。2)绘图灵活方便当part已经建立并放置在某在原理图后，若需修改该part，无需修改库文件本身，只需要在原理图的该器件上点击右键选择EditPart（如图4）。图4在原理图上直接编辑part修改完此part后，可以选择只update目前的器件或者update所有的器件（如图5）。图5选择更新目标在Capture中，可以直接copy某张原理图到本工程的其它位置或者其它工程，器件编号的排序会在器件放入时

7、自动增加。Capture是与Cadence的PCB布线工具紧密联系的，可以在原理图中指定某一器件在PCB图里被选中，也可以在PCB中指定某一器件在原理图中被选中。另外，还可以在PCB中对器件按照PCB板上的摆放位置重新排序后将序号反标回原理图中。3.PCBAllegro，令人惊奇的布线器，本次培训讲授的PCB设计软件，几乎可以用“神速”来形容。Cadence公司的资深工程师孙皖平曾经在一次吃饭时不经意间提起用Allegro两天内可以布完一个PCB板，我抱以不信任，而这种粗浅的怀疑