电子EDA实用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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龚运新，季越江，臧雪岩 编

图书标签:

• EDA
• 电子设计自动化
• 实用技术
• 电路设计
• PCB设计
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• 数字电路
• 模拟电路

出版社： 北京师范大学出版社

ISBN：9787303148059

版次：1

商品编码：12013124

包装：平装

丛书名： 21世纪系列规划教材·电子技术专业

开本：16开

出版时间：2012-07-01

用纸：胶版纸

页数：222

字数：320000

正文语种：中文

内容简介

　　《电子EDA实用技术》按实际应用顺序编排，以放大器电路这个实例串接所有知识，思路清晰，层次分明，通俗易懂，可边看边做，便于自学。为了方便电子CAD等级考试，在附录中增加了考级训练题。《电子EDA实用技术》可作为高职、中专、职高、技校应用电子技术专业教材，也可作为电子爱好者的自学教材，同时可作为电子CAD考试培训教材。

目录

第1章 EDA软件概述
1．1 常用电子线路设计软件
1．1．1 EDA技术概况
1．1．2 Altium Designer 6．0软件概述
1．2 Altium Desigher 6．0基本知识
1．2．1 设计管理器介绍
1．2．2 浮动面板
1．2．3 “主页”介绍
1．2．4 菜单栏
1．2．5 工具栏
1．2．6 导航栏工具按钮
思考与讨论

第2章 原理图设计基础
2．1 原理图设计步骤
2．2 原理图编辑器介绍
2．2．1 创建一个新项目
2．2．2 菜单栏
2．2．3 工具栏
2．2．4 快捷键
2．3 浮动面板及使用方法
2．3．1 浏览元件库对话框
2．3．2 对电路图的管理
2．4 原理图工作环境设置
2．5 多个对象的选择和编辑
2．5．1 “Navigator”面板
2．5．2 “Find Similar Objects”对话框
2．5．3 多个元件编辑方法
2．5．4 多个对象的编辑举例
练习项目

第3章 电路原理图制作实例
3．1 放大器电路图制作
3．1．1 工作环境设置
3．1．2 放置元件
3．1．3 电路调整
3．1．4 电路图布线
3．1．5 电气检查和修改
3．1．6 产生网络表
3．1．7 其他各种表
3．1．8 其他各种功能
3．2 总线放置方法
3．3 层次电路设计
3．3．1 查看层次电路方法
3．3．2 层次电路设计工具
3．3．3 层次电路设计方法
3．3．4 层次电路设计实例
练习项目

第4章 原理图库的操作
4．1 制作原理图时编辑元件
4．2 打开元件库进行编辑
4．3 新元件库创建
4．3．1 绘图工具的使用
4．3．2 粘贴阵列
4．3．3 原理图元件的制作
4．4 元件库各种报表
4．4．1 元件报表
4．4．2 元件规则检查表
4．4．3 元件库报表
练习项目

第5章 印制电路板设计基础
5．1 认识印制电路板
5．1．1 印制电路板的组成
5．1．2 印制电路板中的元素
5．2 印制电路板设计步骤
5．3 PCB编辑器介绍
5．3．1 启动PCB编辑器
5．3．2 PCB编辑器的窗口管理
5．4 PCB工作层面及设置
5．4．1 工作层面的类型
5．4．2 设置PCB工作层面
5．5 PCB规则设置
5．5．1 设计规则设置
5．5．2 设计规则检查设置
5．6 常用操作命令
5．6．1 放置敷铜区域
5．6．2 放置相对原点
5．6．3 放置字符串
5．6．4 放置矩形填充
5．6．5 粘贴阵列
练习项目

第6章 印制电路板制作实例
6．1 手工布线方法
6．2 自动布线方法
6．2．1 创建文件及装载网络表
6．2．2 排布元件
6．2．3 PCB规则设置
6．2．4 自动布线
6．2．5 调整布线
6．3 DRC设计规则检查
6．4 元件清单
6．5 文件打印
6．6 其他报表
练习项目

第7章 元件封装库操作
7．1 元件封装库编辑器
7．1．1 元件封装库编辑器介绍
7．1．2 复制现有库中元件／创建新元件
7．2 建立新的PCB元件封装库
7．3 常用命令介绍
7．3．1 放置导孔
7．3．2 放置圆弧
7．3．3 放置位置坐标
7．3．4 放置尺寸标注
思考与讨论
附录 电子CAD考证试题

《电路板设计流程解析与实践》 概述 本书并非直接教授电子EDA（Electronic Design Automation）软件的工具性操作，而是将视角置于一个更宏观、更具战略性的层面，深入剖析现代电子产品从概念构思到成品问世的完整电路板设计生命周期。我们旨在为读者构建一个清晰的设计思维框架，强调在各个环节中如何有效运用设计工具，而非孤立地介绍软件的某个功能。本书聚焦于“如何思考”和“如何实践”，而非“如何点击”。读者将了解到，精湛的EDA工具操作固然重要，但更关键的是对设计流程的深刻理解、对设计目标的精准把握、对潜在问题的预见性规避，以及在复杂系统中各要素间的权衡与决策。 第一部分：设计前期规划与需求分析 在任何一个电子项目的初期，明确的设计目标和详尽的需求分析是奠定成功基石的关键。本部分将引导读者深入理解这一阶段的重要性，并探讨如何在实践中落地。 1. 产品概念与技术可行性研究： 市场洞察与用户需求挖掘： 在EDA工具尚未登场的时刻，首先要回答的是“为什么要做这个产品”以及“谁是我们的用户”。我们将讨论如何从市场趋势、用户痛点出发，提炼出产品的核心功能和性能指标。这包括但不限于功能性需求（如处理速度、接口类型、功耗限制）、性能要求（如信号完整性、电磁兼容性、可靠性）、成本约束（如物料成本、制造成本）以及环保法规遵从等。 技术方案论证与选型： 基于初步需求，我们需要评估当前可行的技术路线，选择合适的微处理器、FPGA、DSP、模拟芯片、射频器件等核心元器件。这一过程需要对不同器件的性能参数、功耗、接口协议、成本、供应链稳定性进行横向对比，并考虑其与现有设计平台的兼容性。例如，对于一款需要高性能实时处理的嵌入式产品，是选择ARM Cortex-A系列还是Cortex-M系列？是使用专用的FPGA还是通用CPU？这些决策将直接影响后续的电路设计复杂度。 系统架构设计初步构思： 在详细的原理图绘制之前，需要形成对整个系统架构的高层级设想。这涉及到模块划分（如电源管理模块、主控模块、通信模块、传感器接口模块等），模块间的接口定义，数据流和控制流的初步规划。一个清晰的系统框图是后续所有工作的起点，它能够帮助设计团队成员对整体设计有共同的理解，并为后续的详细设计提供指导。 2. 设计指标与约束定义： 功能性指标量化： 将模糊的产品需求转化为可衡量的设计指标。例如，“快速响应”可能需要定义为“命令响应时间小于50毫秒”。“高精度测量”可能需要指定“电压测量精度优于±0.1%”。 性能指标细化： 时序要求： 对于高速接口（如DDR、PCIe、USB），需要定义严格的时钟频率、数据传输速率、时钟抖动、建立/保持时间等。 电源与功耗： 确定各部分的供电电压、电流需求，以及整体的功耗预算。这对于便携式设备至关重要。 信号完整性（SI）初步考虑： 尽管详细SI分析在后续阶段进行，但前期需要对高速信号线、差分对、时钟信号等进行初步的识别和标记，为后续的布线规则奠定基础。 电磁兼容性（EMC）初步规划： 预判潜在的EMC问题，如辐射发射、传导发射、抗扰度等，并开始考虑滤波、屏蔽、接地等初步对策。 可靠性与环境要求： 考虑产品的工作温度范围、湿度、振动、冲击等环境因素，以及预期的使用寿命，这些都可能影响元器件的选择和PCB的结构设计。 成本与可制造性（DFM）考量： 从设计初期就要融入成本意识。选择易于采购、价格合理的元器件；考虑PCB的层数、过孔类型、拼版方式等对制造成本的影响。提前考虑可制造性，能够有效降低后期流片或生产中的额外开销。 第二部分：电路原理设计与验证 这一部分是电路设计的核心，将从概念走向具体的电路实现。我们强调原理图绘制的严谨性、规范性，以及设计完成后如何进行有效的仿真验证。 1. 元器件选型与库管理： 器件数据手册（Datasheet）深度解析： 强调阅读和理解器件数据手册的重要性，不仅仅是查阅参数，更要理解其工作原理、典型应用电路、限制条件和注意事项。 建立高质量的元件库： 讨论如何构建和维护一个标准化的、包含电气模型（用于仿真）、封装信息（用于PCB布局）以及BOM（Bill of Materials）信息的元件库。一个良好的库管理是后续设计效率和质量的重要保障。 替代件与备选方案的准备： 针对关键元器件，分析其潜在的供应风险，并提前准备好可行的替代方案，以便在供应链出现问题时能够快速响应。 2. 原理图绘制规范与技巧： 模块化与层次化设计： 鼓励采用模块化设计方法，将复杂的系统分解为独立的、可复用的功能模块。每个模块有清晰的输入输出接口，降低了设计的复杂度，提高了可维护性。 命名约定与图纸整洁： 强调统一的命名规范（信号名、端口名、节点名等），清晰的图纸布局，合理的连线方式，避免交叉和冗余，使原理图易于阅读和理解。 关键信号的标识与注释： 对于时钟、复位、电源、高速信号、控制信号等关键信号，需要有明确的标识和详细的注释，说明其功能、时序关系、驱动能力等。 电源与地网络的管理： 详细讨论电源域的划分、去耦电容的放置原则、接地策略（单点接地、星型接地、地平面等）在原理图阶段的初步规划。 元器件参数设置与连接约束： 在原理图中，为每个元器件设置好参数，并定义必要的电气连接约束（如信号类型、驱动强度、负载等），这些信息将直接传递给后续的PCB设计工具。 3. 仿真验证与设计迭代： 仿真目标与仿真类型： 明确仿真需要验证的关键点，如数字逻辑功能、模拟电路性能、电源稳定性、串扰等。介绍不同类型的仿真，如SPICE仿真（用于模拟电路）、数字仿真（用于逻辑功能）、混合信号仿真等。 建立仿真模型与测试平台： 讨论如何为关键模块或整个系统建立准确的仿真模型，并设计合理的测试激励（Testbench）来验证其功能和性能。 分析仿真结果与设计调整： 学习如何解读仿真结果，识别潜在的问题，并根据仿真反馈对原理图进行迭代修改。例如，发现某个模拟滤波器的截止频率不符合要求，就需要调整其RC参数。发现某个时序冲突，可能需要调整逻辑设计或增加时钟缓冲。 “What-if”场景分析： 鼓励在仿真阶段进行“What-if”场景分析，例如，模拟输入信号的极端值、电源电压的波动、元器件参数的偏差等，以评估设计的鲁棒性。 第三部分：PCB布局布线与物理设计 原理图的实现离不开PCB（Printed Circuit Board）的物理载体。本部分将深入探讨如何将抽象的电路图转化为实际可制造的电路板，并关注影响信号完整性和电磁兼容性的关键物理设计因素。 1. PCB封装与库的匹配： 封装定义与选择： 强调原理图中的元器件封装信息必须与PCB库中的封装实体精确匹配。介绍不同封装类型（如DIP, SOIC, QFP, BGA, QFN等）的特点和适用场景。 3D模型与空间规划： 讨论在PCB设计工具中导入元器件的3D模型，这对于进行三维空间规划、干涉检查（如与外壳、散热器等）以及后续的装配评估非常有帮助。 2. PCB布局策略与优化： 元器件类型与功能区域划分： 根据元器件的功耗、发热、信号类型（数字、模拟、射频）、接口位置等进行合理划分。将电源模块、高速信号区域、低速信号区域、射频区域等进行隔离。 关键元器件的优先布局： 强调连接关系紧密、对布线长度敏感的元器件（如CPU与存储器、时钟源与时钟芯片、ADC与传感器）需要优先布局，并尽量缩短其互连线。 热管理考虑： 对于发热量大的元器件（如功率晶体管、CPU、FPGA），需要考虑其散热需求，预留散热片空间，并可能需要采用热过孔、导热材料等。 可制造性（DFM）与可测试性（DFT）的布局： 考虑元器件的间距、引脚的可达性（用于测试）、焊盘的易焊性、元件安装的方便性等。 3. 布线规则与技巧： 布线层数的选择与规划： 根据电路的复杂度和信号密度，选择合适的PCB层数（2层、4层、6层及以上）。详细规划信号层、电源层、地层，确保良好的信号完整性和EMC性能。 差分信号与高速信号布线： 重点讲解差分信号（如USB, HDMI, Ethernet）的共面性、等长性、阻抗匹配要求。以及高速单端信号（如DDR Clock, PCIe data）的布线长度限制、串扰控制、参考平面选择等。 电源与地网络的布线： 强调使用独立的电源层和地层（或大面积的铜箔）来提供低阻抗的电源和地回流路径。合理使用去耦电容，并将其放置在靠近电源引脚的位置。 过孔（Via）的使用策略： 讨论不同类型过孔（如普通过孔、盲孔、埋孔、微过孔）的优缺点和适用场景，以及如何通过合理的过孔使用来优化布线。 阻抗匹配： 讲解传输线理论，以及如何通过控制PCB的特征阻抗来匹配元器件的输出/输入阻抗，减少信号反射。这通常需要根据PCB制造商的材料和工艺参数来计算。 避免信号恶化： 讲解可能导致信号恶化的常见布线陷阱，如锐角弯折、长短不一的线段、与邻近信号的串扰、地弹（Ground Bounce）、电源噪声耦合等。 4. 信号完整性（SI）与电磁兼容性（EMC）的物理实现： SI/EMC规则的导入与配置： 强调在EDA工具中配置一套完善的SI/EMC规则，并将其约束应用到布线过程中。例如，设置高速信号的走线宽度、间距、最大长度、层叠结构等。 关键信号的验证与调整： 布线完成后，利用SI/EMC分析工具对关键信号进行更详细的仿真，例如时域反射（TDR）、眼图分析、串扰分析等。根据仿真结果，可能需要对布线进行局部的优化调整。 地平面完整性： 强调一个连续、完整的地平面对于维持信号完整性和EMC至关重要，避免出现分割的地平面。 滤波与屏蔽的物理实现： 根据原理图设计，在PCB上合理放置滤波元件（如电感、电容）和屏蔽结构，并确保良好的接地。 第四部分：设计验证、生产准备与项目收尾 设计完成后，并非意味着工作的结束。严谨的验证、为生产做充分准备以及项目总结，是确保产品质量和项目顺利交付的重要环节。 1. 后仿真与设计规则检查（DRC/LVS）： 设计规则检查（DRC）： 详细介绍DRC检查的意义，它能发现PCB布局布线中违反制造商生产工艺能力的错误，如线宽、线距、焊盘大小、过孔尺寸等。 版图与原理图一致性检查（LVS）： 对于某些复杂的模拟或混合信号设计，需要进行LVS检查，确保PCB版图中的连接关系与原理图完全一致，避免出现连接错误。 DFF（Design For Failure）分析： 探讨在设计过程中进行DFF分析，识别潜在的设计缺陷，并提出改进建议。 BOM（Bill of Materials）核对： 仔细核对BOM清单，确保所有元器件的型号、封装、数量、制造商、物料编码等信息准确无误。 2. Gerber文件与生产资料的生成： Gerber文件生成与格式： 讲解Gerber文件是PCB制造的标准格式，详细介绍生成Gerber文件时需要注意的各项设置，如层定义、坐标系、单位、精度等。 钻孔文件（Excellon）生成： 解释钻孔文件的作用，以及在生成时需要包含的孔径、孔位等信息。 物料清单（BOM）与装配图： 提供清晰的BOM清单，以及包含元器件位置、方向的装配图，供PCB组装工厂使用。 光绘文件（Artwork）： 介绍光绘文件在PCB制造中的作用，用于指导线路的刻蚀。 生产说明（Fabrication Notes）： 编写详细的生产说明，包括PCB的层数、材质、阻抗要求、表面处理、颜色、测试要求等。 3. 原型制作与测试： 原型制作流程： 介绍PCB打样（Prototype Fabrication）的基本流程，以及在选择PCB制造商时需要考虑的因素。 功能性测试： 对制作好的原型板进行功能性测试，验证其是否能实现设计预期。 性能测试： 进行关键性能指标的测试，如时序、功耗、信号质量、EMC性能等。 回归测试： 如果在测试中发现问题并进行修改，则需要进行回归测试，确保修改没有引入新的问题。 设计评审（Design Review）： 组织跨部门的设计评审会议，邀请硬件、软件、测试、制造等领域的专家参与，对设计成果进行全面的评估和反馈。 4. 项目收尾与文档归档： 设计文档的完整性： 确保所有设计文档（原理图、PCB图、BOM、测试报告、用户手册等）都已整理齐全并归档。 经验总结与教训学习： 对整个设计项目进行回顾，总结成功的经验，吸取失败的教训，为未来的项目提供参考。 可维护性设计： 考虑未来产品的迭代和升级，设计是否具备良好的可维护性，能否方便地进行修改和扩展。 结语 《电路板设计流程解析与实践》并非一本简单的EDA工具使用手册，而是一本致力于帮助读者建立系统性设计思维、掌握现代化电子产品开发核心流程的指导书籍。我们相信，通过对本书内容的深入学习和实践，读者将能够更清晰地认识到，在每一次成功的电路板设计背后，都蕴含着严谨的规划、深入的思考、精湛的技艺以及持续的验证与优化。本书的目标是赋能读者，使其能够独立、高效、高质量地完成从概念到产品的电路板设计全过程，为电子行业的创新与发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本书的时候，我其实有点犹豫，担心内容会太理论化，不好消化。毕竟现在市面上的电子技术书籍很多，写得深入浅出的真不多。但是，当我翻到关于PCB设计的那几章时，我完全被吸引住了。作者在讲解布线规则、信号隔离、EMC设计等方面，不仅理论扎实，还结合了大量的实际案例和“踩坑”经验。我尤其欣赏它在讲解过孔、埋孔、盲孔等特殊工艺时，详细阐述了它们对信号传输和成本的影响，还给出了一些避免常见错误的建议。书里对一些复杂信号的处理，比如高速差分信号的匹配和阻抗控制，也讲得特别透彻，还附带了一些仿真软件的应用截图，方便读者对照学习。对我而言，这本书最大的亮点在于它提供了一种解决问题的思路，不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是告诉你“为什么这么做”，以及“这样做可能会遇到什么问题”。这对于我这种需要独立完成设计，并且要考虑产品可靠性的工程师来说，实在是太重要了。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚入行不久的电子工程师，在学校里学到的知识相对比较基础，所以在工作中经常会遇到一些超出课本范围的难题。偶然的机会，我朋友向我推荐了这本书，说里面有很多实用的技术技巧。当我翻到关于电源和功耗管理的章节时，我感觉像是找到了救星。书里详细讲解了各种电源管理单元（PMU）的工作原理，还给出了很多实际应用中的设计案例，比如如何优化开关电源的效率，如何降低静态功耗等等。这些内容对于我目前在设计的低功耗嵌入式设备来说，至关重要。此外，书里对一些常用的测试仪器和测量方法，也有很详细的介绍，这让我更加清晰地认识到，如何在实际工作中运用这些工具来验证和调试电路。虽然这本书的篇幅不小，内容也比较深入，但我相信只要认真学习，一定能从中获益匪浅，提升我的工程实践能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书我从朋友那里借来的，他强烈推荐给我，说在嵌入式开发领域很有用。我最近正好在忙一个项目，需要用到很多硬件接口和底层驱动的知识，所以就抱着试试看的心态翻了翻。虽然它书名听起来有点学术，但里面的内容写得倒还算是深入浅出。我特别喜欢它讲到一些实际电路设计的例子，那些图示非常清晰，一步步地讲解了原理，还给出了很多代码片段。我之前对某些芯片的工作原理一直搞不太懂，看了这本书之后，感觉豁然开朗。尤其是它对信号完整性、电源完整性这些之前觉得很抽象的概念，通过实际的仿真结果和案例分析，变得非常直观。书里还提到了一些常用的EDA工具，虽然我目前接触的还不多，但了解了它们的功能和应用场景，对我未来的学习方向也有了更明确的指引。我觉得这本书对于想要深入理解硬件开发，而不仅仅是停留在API调用的开发者来说，非常有价值。它不是那种泛泛而谈的教科书，而是真正能解决实际问题的参考书。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书我只是粗略地翻阅了一下，因为我目前的工作主要集中在软件开发，对电子EDA的部分接触得比较少。但即使是这样，我对它的一些章节还是留下了深刻的印象。比如，它在介绍FPGA设计流程的部分，虽然我不是FPGA的直接使用者，但了解了整个流程，对于未来可能需要和FPGA工程师协作时，会有很大的帮助。作者在描述综合、布局、布线、时序分析这些步骤时，用了很多形象的比喻，让我这个门外汉也能大概理解其中的逻辑。另外，它在讲解一些基础的数字逻辑电路设计时，也用了非常生动的例子，比如用时序图来解释竞争冒险和亚稳态，让我这个对数字电路不太敏感的人，也能更容易理解。虽然我可能不会直接用到书里的很多技术细节，但它扩展了我的知识视野，让我对整个电子系统的工作原理有了更宏观的认识，这对于我在软件层面进行优化和设计，也提供了新的思路。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个技术交流论坛上看到有人推荐这本书的，说它在芯片设计领域有很高的参考价值。我对芯片架构和设计流程一直很感兴趣，所以就买来看了。这本书写得非常严谨，从前端设计到后端验证，几乎涵盖了整个芯片设计的生命周期。我特别喜欢它在讲解Verilog/VHDL语言建模时，给出的那些复杂的逻辑设计实例，还有对这些实例进行的详细分析。书里对一些高层次综合（HLS）技术的介绍，也让我看到了未来芯片设计的一个重要方向。它不仅仅是停留在概念层面，还给出了具体的应用场景和一些优化技巧。当然，有些章节涉及到的半导体物理和器件工艺，对我来说理解起来还是有点难度，需要反复研读，甚至借助一些其他的资料。但总体而言，这本书对于想深入了解芯片设计，尤其是数字芯片设计领域的读者来说，绝对是一本不可多得的宝典，内容非常充实，干货满满。