硬件系统工程师宝典

张志伟、王新才编著的《硬件系统工程师宝典》从实际电路设计入手，对硬件系统开发流程中的需求分析、概要设计、硬件开发平台搭建、原理图的详细设计、pcb的详细设计进行综合论述；对电路设计中的信号完整性（si）、电源完整性（pi）、电磁兼容性（emc）及dfx的基础理论进行了分类总结并给出了对应这些理论的实际电路的设计方法及仿真分析的方法。全书共分9章，主要内容包括：硬件系统设计中的常见需求，设计中需要考虑的各类概要设计及开发平台的归纳，si的理论分析及满足si的常用设计方法，pi的理论分析及满足pi的常用设计方法，emc／emi的理论分析及满足emc／emi的常用设计方法，dfx的理论分析及满足dfx的常用设计方法，电路设计中常用各类器件的原理说明及常用电路的原理图设计，对pcb设计中的布局、布线及pcb的板级仿真分析进行了归纳分类，对pcb设计的后续工作及pcb加工的技术要求进行了归纳总结。
本书适合从事硬件系统设计的相关技术人员阅读，也可作为高等学校电子、通信类专业的高年级学生的教学参考书。

全书包括：硬件系统设计中的常见需求，设计中需要考虑的各类概要设计及开发平台的归纳，SI的理论分析及满足SI的常用设计方法，PI的理论分析及满足PI的常用设计方法，EMC/EMI的理论分析及满足EMC/EMI的常用设计方法，DFX的理论分析及满足DFX的常用设计方法，电路设计中常用各类器件的原理说明及常用电路的原理图设计，对PCB设计中的布局、布线及PCB的板级仿真分析进行了归纳分类，对PCB设计的后续工作及PCB加工的技术要求进行了归纳总结。

第1章需求分析1
1.1功能需求1
1.1.1供电方式及防护1
1.1.2输入与输出信号类别2
1.1.3无线通信功能2
1.2整体性能要求7
1.3用户接口要求8
1.4功耗要求9
1.5成本要求10
1.6IP和NEMA防护等级要求10
1.7需求分析案例11
1.8本章小结15
第2章概要设计及开发平台16
2.1ID及结构设计16
2.2软件系统开发18
2.2.1无操作系统的软件开发19
2.2.2有操作系统的软件开发20
2.2.3软件开发的一般流程22
2.3硬件系统概要设计24
2.3.1信号完整性的可行性分析24
2.3.2电源完整性的可行性分析26
2.3.3EMC的可行性分析32
2.3.4结构与散热设计的可行性分析34
2.3.5测试的可行性分析41
2.3.6工艺的可行性分析44
2.3.7设计系统框图及接口关键链路46
2.3.8电源设计总体方案48
2.3.9时钟分配图51
2.4PCB开发工具介绍52
2.4.1CadenceAllegro54
2.4.2Mentor系列58
2.4.3Zuken系列62
2.4.4Altium系列62
2.4.5PCB封装库助手63
2.4.6CAM35071
2.4.7PolarSi900073
2.5RF及三维电磁场求解器工具82
2.5.1ADS82
2.5.2ANSYSElectromagneticsSuite84
2.5.3CST85
2.5.4AWRDesignEnvironment86
2.6本章小结86
第3章信号完整性（SI）分析方法87
3.1信号完整性分析概述87
3.2信号的时域与频域88
3.3传输线理论90
3.4信号的反射与端接97
3.5信号的串扰101
3.6信号完整性分析中的时序设计103
3.7S参数模型108
3.8IBIS模型111
3.9本章小结113
第4章电源完整性（PI）分析方法114
4.1PI分析概述114
4.2PI分析的目标120
4.3PI分析的设计实现方法122
4.3.1电源供电模块VRM设计122
4.3.2直流压降及通流能力122
4.3.3电源内层平面的设计123
4.4本章小结128
第5章EMC/EMI分析方法129
5.1EMC/EMI分析概述129
5.2EMC标准130
5.3PCB的EMC设计130
5.3.1EMC与SI、PI综述130
5.3.2模块划分及布局131
5.3.3PCB叠层结构132
5.3.4滤波在EMI处理中的应用139
5.3.5EMC中地的分割与汇接140
5.3.6EMC中的屏蔽与隔离140
5.3.7符合EMC的信号走线与回流141
5.4本章小结144
第6章DFX分析方法145
6.1DFX分析概述145
6.2DFM——可制造性设计145
6.2.1印制板基板材料选择146
6.2.2制造的工艺及制造水平148
6.2.3PCB设计的工艺要求（PCB工艺设计要考虑的基本问题）148
6.2.4PCB布局的工艺要求152
6.2.5PCB布线的工艺要求154
6.2.6丝印设计155
6.3DFT——设计的可测试性156
6.4DFA——设计的可装配性156
6.5DFE——面向环保的设计156
6.6本章小结157
第7章硬件系统原理图详细设计158
7.1原理图封装库设计158
7.2原理图设计161
7.2.1电阻特性分析162
7.2.2电容特性分析169
7.2.3电感特性分析174
7.2.4磁珠特性分析177
7.2.5BJT应用分析179
7.2.6MOSFET应用分析184
7.2.7LDO应用分析193
7.2.8DC/DC应用分析196
7.2.9处理器205
7.2.10常用存储器207
7.2.11总线、逻辑电平与接口226
7.2.12ESD防护器件252
7.2.13硬件时序分析254
7.2.14Datasheet与原理图设计的前前后后255
7.3Pspice仿真在电路设计中的应用257
7.4本章小结261
第8章硬件系统PCB详细设计262
8.1PCB设计中的SI\PI\EMC\EMI\ESD\DFX262
8.2PCB的板框及固定接口定位270
8.3PCB的叠层结构：信号层与电源平面272
8.3.1PCB的板材：Core和PP，FPC272
8.3.2传输线之Si9000阻抗计算278
8.3.3PCB平面层敷铜278
8.4PCB布局279
8.4.1PCB布局的基本原则280
8.4.2PCB布局的基本顺序281
8.4.3PCB布局的工艺要求及特殊元器件布局282
8.4.4PCB布局对散热性的影响：上风口、下风口282
8.5PCB布线283
8.5.1PCB布线的基本原则290
8.5.2PCB布线的基本顺序291
8.5.3PCB走线中的Fanout处理293
8.6常见电路的布局、布线295
8.6.1电源电路的布局、布线295
8.6.2时钟电路的布局、布线297
8.6.3接口电路的布局、布线298
8.6.4CPU最小系统的布局、布线305
8.7PCB级仿真分析311
8.7.1信号完整性前仿真分析312
8.7.2信号时序Timing前仿真分析312
8.7.3信号完整性后仿真分析313
8.7.4电源完整性后仿真分析314
8.7.5PCB级EMC/EMI仿真分析316
8.8本章小结317
第9章PCB设计后处理及Gerber输出318
9.1板层走线检查及调整318
9.2板层敷铜检查及修整319
9.3丝印文字及LOGO320
9.4尺寸和公差标注320
9.5Gerber文档输出及检查320
9.6PCB加工技术要求327
9.7本章小结328
附录AOrcadPSpice仿真库（\capture\library\pspice和capture\library\pspice\advanls
目录）329
附录BCadenceAllegro调试错误及解决方法333
附录CAllegro错误代码对应表342
参考文献347