高速电路设计实践

第1章概述

1．1低速设计和高速设计的例子

【案例1-1】简化的存储电路模块

1．1．1低速设计

1．1．2高速设计

1．2如何区分高速和低速

1．3硬件设计流程

1．3．1需求分析

1．3．2概要设计

1．3．3详细设计

1．3．4调试

1．3．5测试

1．3．6转产

1．4原理图设计

第2章高速电路中的电阻、电容、电感和磁珠的选型及应用

2．1电阻的应用

2．1．1与电阻相关的经典案例

【案例2-1】串联电阻过大，导致板间告警失败

【案例2-2】电阻额定功率不够造成的单板潜在缺陷

【案例2-3】电阻在时序设计中的妙用

2．1．2电阻应用要点

2．2电容的选型及应用

2．2．1与电容相关的经典案例

【案例2-4】电容失效导致低温下硬盘停止工作

【案例2-5】多次带电插拔子板导致母板上钽电容损坏

【案例2-6】高速电路中电容应用问题导致CPU工作不稳定

2．2．2高速电路设计中电容的作用及分析

【案例2-7】交流耦合电容选择不当引起数据帧出错

【案例2-8】利用0612封装的电容增强滤波性能

【案例2-9】LDO电源应用中的滤波电容ESR问题

【案例2-10】高频电路中1?F+0．01?F是否能展宽低阻抗频带

2．2．3高速电路设计常用电容及其应用要点

【案例2-11】陶瓷电容选型错误导致单板丢数据包

【案例2-12】根据电路要求进行钽电容选型

2．2．4去耦电容和旁路电容

2．3电感的选型及应用

2．3．1与电感相关的经典案例

【案例2-13】LC低通滤波导致输出电源电压纹波偏大

【案例2-14】大电流通路PI型滤波造成电压衰减

2．3．2高速电路设计中电感的作用

2．3．3高速电路设计常用电感及其应用要点

2．4磁珠的选型及应用

2．4．1磁珠的滤波机理

2．4．2高速电路设计中磁珠的选型及其应用要点

【案例2-15】误用磁珠造成过流保护电路失效

2．4．3磁珠和电感的比较

第3章高速电路中的逻辑器件选型及高速逻辑电平应用

3．1与逻辑器件相关的经典案例

【案例3-1】逻辑器件输入端上拉太弱造成带电插拔监测功能失效

3．2逻辑器件应用要点

3．2．1逻辑器件概要

【案例3-2】逻辑器件驱动能力过强造成信号振铃

【案例3-3】同一型号逻辑器件的差异性造成PHY配置错误

3．2．2逻辑器件参数介绍

3．2．3逻辑器件功耗计算

3．2．4逻辑器件热插拔功能介绍

3．2．5逻辑器件使用中注意事项的总结

3．3高速逻辑电平应用

3．3．1高速逻辑电平概述

【案例3-4】差分对走线附近信号分布不均衡造成电磁辐射

3．3．2LVDS逻辑电平介绍及其应用要点

【案例3-5】空闲输入引脚处理有误导致FPGA检测到错误输入

3．3．3LVPECL逻辑电平介绍及其应用要点

3．3．4CML逻辑电平介绍及其应用要点

3．3．5高速逻辑电平的比较

3．3．6高速逻辑电平的互连及其应用要点

第4章高速电路中的电源设计

4．1与电源相关的经典案例

【案例4-1】LDO输出电源电平低于设置值

【案例4-2】电源芯片欠压保护电路导致上电时序不满足设计的要求

【案例4-3】多电源模块并联工作时的均压措施

4．2高速电路设计的电源架构

4．2．1集中式电源架构

4．2．2分布式电源架构

4．3高速电路电源分类及其应用要点

4．3．1LDO电源介绍及其应用要点

【案例4-4】计算LDO工作时的结温

【案例4-5】SENSE功能导致电源芯片输出电压不稳定

4．3．2DC／DC电源介绍及其应用要点

【案例4-6】计算栅极电流

【案例4-7】MOSFET同时导通导致MOSFET损坏

【案例4-8】-48V缓启电路中MOSFET烧坏

【案例4-9】基于ADMl066对多路电源实现监控

【案例4-10】基于LTCl422实现上电速度的控制

【案例4-11】基于电源芯片实现上电速度的控制

【案例4-12】基于RC阻容电路实现延时功能

【案例4-13】上电电流过大引起电感啸叫

【案例4-14】输入电源上电过缓造成输出电源上电波形不单调

4．3．3电源管理

4．3．4保险管的选型及应用

【案例4-15】热插拔单板的保险管选型

第5章高速电路中的时序设计

5．1时序设计概述

5．2时序参数介绍

5．3源同步系统时序设计

5．3．1源同步系统时序设计原理

5．3．2源同步系统时序设计范例一

5．3．3源同步系统时序设计范例二

5．4共同时钟系统时序设计

5．5源同步系统与共同时钟系统的比较

第6章高速电路中的复位、时钟设计

6．1复位电路设计

6．1．1与复位电路相关的经典案例

【案例6-1】主控板无法通过PCI-X总线查询到接口板

6．1．2复位设计介绍及其应用要点

【案例6-2】存储模块读取的错误

6．1．3专用复位芯片的使用

6．2时钟电路设计

6．2．1与时钟电路相关的经典案例

【案例6-3】系统时钟偏快的问题

【案例6-4】PHY寄存器无法读取的问题

【案例6-5】高温流量测试丢包问题

6．2．2晶体、晶振介绍及其应用要点

【案例6-6】利用首个时钟沿启动组合逻辑导致CPU工作不稳定

6．2．3锁相环及其应用

【案例6．7】两级锁相环的应用导致MPC8280的PCI时钟失锁

6．2．4时钟抖动与相位噪声

第7章高速电路中的存储器应用与设计

7．1与存储器相关的经典案例

【案例7-1】时序裕量不足导致存储器测试出错

7．2常用存储器介绍及其应用要点

7．2．1存储器概述

7．2．2SDRAM介绍及其应用要点

7．2．3DDRSDRAM介绍及其应用要点

【案例7-2】DLL缺陷造成DDRSDRAM时序出错

【案例7-3】■不稳定造成存储器读写操作出错

7．2．4DDR2SDRAM介绍及其应用要点

【案例7-4】CPU存储系统不识别8位内存条的问题

7．2．5SRAM介绍及其应用要点

【案例7-5】片选处理不当导致SRAM数据丢失

7．2．6FLASH与EEPROM介绍

【案例7-6】热插拔导致单板FLASH损坏

【案例7-7】读取百兆光模块信息出错

第8章高速电路中的PCB及其完整性设计

8．1与PCB及完整性设计相关的经典案例

【案例8-1】回流路径缺陷对高速信号质量的影响

8．2PCB层叠结构与阻抗计算

8．2．1Core和PP

8．2．2PCB的层叠结构和阻抗设计

8．3高速电路PCB设计要点

8．3．1PCB设计与信号完整性

【案例8-2】传输线的判断

【案例8-3】反射的计算

【案例8-4】DDRSDRAM设计时，终端电阻RIT布放位置的选择

【案例8-5】大驱动电流信号对高速数据信号的串扰

【案例8-6】高速接口器件批次更换造成辐射超标

【案例8-7】TcK信号出现回沟导致无法通过JTAG接口对CPLD进行加载

8．3．2PCB设计与电源完整性

8．3．3PCB设计中的EMC

【案例8-8】网口指示灯信号线引发的辐射问题

【案例8-9】接口芯片与时钟驱动器共用电源，导致辐射超标

8．3．4PCB设计中的ESD防护

【案例8-10】TVS管布放位置不合理导致静电放电测试失败

【案例8-11】GND和HV-GND混用导致电源控制电路失效

8．3．5PCB设计与结构、易用性

【案例8-12】网口指示灯排列顺序出错

【案例8-13】网口连接器堆叠方式与易插拔特性

8．3．6PCB设计与散热

8．3．7PCB设计与可测试性

参考文献

　　《电子工程技术丛书》之《高速电路设计实践》介绍了在从事高速电路设计的工作中需要掌握的各项技术技能，并结合工作中的具体案例，强化了设计中的各项要点。　　本书适用于电子设计专业的高年级学生，以及从事电路开发、测试的硬件工程师。　　本书从设计实践的角度出发，介绍了在从事高速电路设计的工作中需要掌握的各项技术技能，并结合工作中的具体案例，强化了设计中的各项要点。　　在本书的编写过程中，作者避免了纯理论的讲述，而是结合设计实例叙述经验，将复杂的高速电路设计，用通俗易懂的语言陈述给读者。本书覆盖了高速电路设计所涉及的常用技术，适用于电子设计专业的高年级学生，以及从事电路开发、测试的硬件工程师。