基于ANSYS的信号和电源完整性设计与分析周润景著

本书主要介绍信号完整性（Signal Integrity，SI）、电源完整性（Power Integrity，PI）和电磁兼容性（Electromagic Compatibility，EMC）等的基础知识和设计要点，并结合实例详细介绍了利用ANSYS 2019仿真平台完成相关仿真与分析的方法，使读者不仅能深入了解高速电路设计的理念，还能掌握ANSYS 2019仿真操作流程和分析技巧，并运用类似的设计方法去解决相关的问题。 本书适合从事芯片封装、PCB设计及数字电路硬件研发的工程技术人员阅读使用，也可作为高等学校相关专业的教学用书。

章 信号完整性
1．1 信号完整性的要求及问题的产生
1．1．1 信号完整性的要求
1．1．2 信号完整性问题产生的原因
1．2 信号完整性问题的分类
1．2．1 反射
1．2．2 串扰
1．2．3 轨道塌陷
1．2．4 电磁干扰
1．3 传输线基础理论
1．3．1 传输线
1．3．2 特性阻抗的计算
1．3．3 传输线的分类
1．3．4 传输线效应
1．3．5 避免传输线效应的方法
1．4 端接电阻匹配方式
1．4．1 并联终端匹配
1．4．2 串联终端匹配
1．4．3 戴维南终端匹配
1．4．4 AC终端匹配
1．4．5 肖特基二极管终端匹配
1．4．6 多负载的端接
1．5 仿真模型
1．5．1 IBIS模型
1．5．2 验证IBIS模型
1．6 S参数
1．6．1 集总电路和分布电路
1．6．2 S参数的作用和含义
1．6．3 S参数在电路仿真中的应用
1．6．4 S参数的优/缺点
1．7 电磁场求解器
1．7．1 2D电磁场求解器
1．7．2 2．5D电磁场求解器
1．7．3 3D电磁场求解器
第2章 HDMI的仿真与测试
2．1 HDMI简介
2．2 HDMI信号完整性前仿真分析
2．3 HDMI信号完整性后仿真分析
2．3．1 切割TMDS差分线
2．3．2 频域分析
2．3．3 时域分析
2．3．4 差分对匹配
2．3．5 实测对比
2．4 本章小结
第3章 PCIE仿真与测试
3．1 PCIE简介
3．2 SIwave提取传输线S参数
3．2．1 运行SIwave
3．2．2 确认检查
3．2．3 分割差分线区域
3．2．4 自动生成端口
3．2．5 全局设置及仿真
3．2．6 计算S参数
3．2．7 导出S参数
3．3 差分对建模仿真分析
3．3．1 创建项目
3．3．2 设置求解类型
3．3．3 设置模型单位
3．3．4 创建差分线模型
3．4 在Designer中联合仿真
3．5 PCIE的仿真与实测对比
3．5．1 测试环境与仪器介绍
3．5．2 仿真与实测对比
第4章 SFP+高速通道的仿真与测试
4．1 SFP+简介
4．2 SFP+通道仿真
4．2．1 转换Brd文件到ANF文件
4．2．2 切割开发板
4．2．3 使用SIwave创建端口
4．2．4 模型检查
4．2．5 仿真参数设置
4．2．6 查看仿真结果
4．2．7 查看差分参数
4．2．8 导出S4P参数模型
4．3 系统级频域S参数仿真
4．3．1 添加S参数模型
4．3．2 添加频率扫描
4．3．3 查看仿真结果
4．4 TDR仿真
4．4．1 添加参数模型
4．4．2 建立瞬态分析
4．4．3 创建结果报告
4．5 时域眼图仿真
4．5．1 输入AMI模型
4．5．2 设置AMI模型
4．5．3 仿真设置
4．5．4 查看眼图
4．5．5 添加眼罩
4．6 SFP+通道实际测试
4．7 本章小结
第5章 并行通道DDR仿真与分析
5．1 DDR相关特点的简介
5．2 使用SIwave提取DDR的S参数
5．2．1 添加端口
5．2．2 生成端口
5．2．3 提取S参数
5．2．4 导出TouchstoneR File (．snp)
5．3 基于Designer的SI仿真
5．3．1 新建工程
5．3．2 选择元器件
5．3．3 运行分析
5．4 DDR的SI+PI仿真
5．4．1 眼图分析
5．4．2 SSN分析
5．4．3 选取更多频率点的分析
5．5 IR压降仿真
5．5．1 SIwave IR 压降检查
5．5．2 IR 压降仿真
5．6 2．5D模型与3D模型在信号完整性中的对比分析
5．6．1 提取S参数
5．6．2 导出TouchstoneR文件
5．6．3 在Desiner中创建工程
5．6．4 添加SIwave模型
5．6．5 添加IBIS模型
5．6．6 时域仿真
5．6．7 差分对导入HFSS中
5．6．8 2．5D及3D时域仿真与实测结果对比
5．7 本章总结
第6章 电源完整性
6．1 电源完整性概述
6．2 电源噪声形成机理及危害
6．3 VRM
6．4 电容去耦原理
6．4．1 从储能角度
6．4．2 从阻抗角度
6．5 PDN 阻抗分析
6．5．1 PDN简介
6．5．2 PCB PDN仿真
6．6 PCB 谐振仿真
6．6．1 谐振简介
6．6．2 PCB谐振仿真
6．6．3 去耦电容值的估算
6．6．4 放置去耦电容的方法
6．6．5 优化PCB谐振特性
6．7 传导干扰和电压噪声测量
6．8 直流压降分析
6．9 串行通道的SSN分析
6．9．1 仿真前准备工作
6．9．2 创建信号差分网络和电源网络
6．9．3 创建SSN的仿真电路
6．10 DDR3 的同步开关噪声分析
6．10．1 Stratix IV GX FPGA开发板简介
6．10．2 SIwave提取传输线S参数
6．10．3 在Designer中进行DDR的SSN分析
6．11 本章小结
第7章 辐射分析
7．1 电磁兼容概述
7．2 电磁兼容标准
7．3 电磁干扰方式
7．3．1 差模辐射
7．3．2 共模辐射
7．4 辐射仿真与分析
7．5 本章小结
第8章 信号完整性问题的场路协同仿真
8．1 SMA仿真
8．1．1 Stratix V GX信号完整性开发板简介
8．1．2 从Cadence导入SIwave
8．1．3 在SIwave中进行SMA 通道仿真
8．2 SMA建模
8．2．1 PCB的切割
8．2．2 建立基座和同轴线缆
8．2．3 添加波端口
8．2．4 仿真设置
8．2．5 查看仿真结果
8．3 Designer对整个高速串行通道进行系统级仿真
8．3．1 导入参数模型
8．3．2 设置仿真参数和查看仿真结果
8．3．3 TDR仿真
8．3．4 时域眼图分析
8．4 本章小结
第9章 PCB级电热耦合对信号完整性的影响分析
9．1 电热耦合与信号完整性基础理论
9．1．1 PCB级电热耦合分析方法
9．1．2 介质材料的介温特性
9．1．3 基于相对介电常数的信号完整性理论
9．2 相对介电常数对PCB稳定工作时温度分布的影响
9．2．1 研究对象的设计
9．2．2 电热耦合仿真分析
9．2．3 结果分析
9．3 温度变化对PCB相对介电常数的影响分析
9．3．1 实测样品制作
9．3．2 基于分离式介电谐振器测量技术的相对介电常数测试
9．3．3 研究结果与分析
9．4 温度变化对通道信号完整性的影响分析
9．4．1 电磁模型的建立
9．4．2 基于相对介电常数的信号完整性分析
9．4．3 研究结果与分析
9．5 本章小结

周润景教授，中国电子学会高级会员，IEEE/EMBS会员，国家自然科学基金项目"高速数字系统的信号与电源完整性联合设计与优化”等多项、省部级科研项目负责人，主要从事模式识别与智能系统、控制工程的研究与教学工作，具有丰富的教学与科研经验。