序 言 1
認(rèn)識(shí)小廣東阿毛毛忠宇這位同門(mén)小師弟有20多年了，他記憶力超強(qiáng)，幾十年前的芝麻舊事都能翻出來(lái)；說(shuō)話風(fēng)趣（就是普通話還不夠標(biāo)準(zhǔn)），愛(ài)好廣泛，從流行的紅木家私到各種茗茶飲品，樣樣都能點(diǎn)評(píng)幾句；而且愛(ài)鉆研，在日常工作中總會(huì)編點(diǎn)應(yīng)用小程序來(lái)偷偷懶，業(yè)務(wù)能力挺強(qiáng)，因軟硬件皆有涉及，從板級(jí)設(shè)計(jì)到封裝芯片協(xié)同設(shè)計(jì)都有深厚的積累，并常常提出些獨(dú)到的想法和見(jiàn)解。
記得去年冬天阿毛與我談過(guò)出版SI方面書(shū)籍的想法，提到市面上關(guān)于高速設(shè)計(jì)方面的書(shū)很多，但是缺乏基于具體實(shí)際產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用方面的書(shū)籍，如能借助目前團(tuán)隊(duì)眾多的實(shí)際產(chǎn)品實(shí)例，從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)角度來(lái)介紹高速設(shè)計(jì)理念，則既不需要涉及太多太深的理論，又能讓開(kāi)發(fā)工程師方便應(yīng)用這些知識(shí)快速解決手中的實(shí)際問(wèn)題，將是對(duì)業(yè)界SI知識(shí)的一個(gè)很好的補(bǔ)充。當(dāng)時(shí)我深有同感，想不到大半年時(shí)間已經(jīng)成冊(cè)�？v觀手稿，前面幾個(gè)章節(jié)介紹了關(guān)于PCB設(shè)計(jì)制作的一些重要內(nèi)容，這是他們的強(qiáng)項(xiàng)，不懂PCB的制造及設(shè)計(jì)SI又如何能落地！后面的章節(jié)針對(duì)高速數(shù)據(jù)加速卡實(shí)際產(chǎn)品案例展開(kāi)，詳細(xì)介紹了如何有效解決目前工程師面臨的絕大部分各種接口的高速總線信號(hào)完整性問(wèn)題，當(dāng)然也少不了高速設(shè)計(jì)中最麻煩的孔處理；最后介紹了如何有效解決熱門(mén)的電源完整性問(wèn)題，并且推薦了阿毛自我感覺(jué)良好的幾個(gè)小程序。筆者曾有幸參觀過(guò)他們公司設(shè)備齊全的高速實(shí)驗(yàn)室，對(duì)書(shū)中如何有效利用測(cè)試方法處理電容模型寄予厚望。
希望本書(shū)能帶給大家一個(gè)不同角度的視野，使得產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)使用SI仿真方法更接地氣；也希望他們能根據(jù)書(shū)中內(nèi)容再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)安排一些線下的培訓(xùn)課程，設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)試對(duì)比實(shí)驗(yàn)，效果會(huì)更佳。
陳蘭兵
2017年秋于上海

序 言 2
本書(shū)作者在寫(xiě)第一本《IC封裝基礎(chǔ)與工程設(shè)計(jì)實(shí)例》的時(shí)候，就找我作序，當(dāng)時(shí)被我拒絕了。原因很簡(jiǎn)單，市面上牛人牛作品太多，多得讓人無(wú)從分辨，真要寫(xiě)好書(shū)，就要耐得住寂寞，沒(méi)有板凳一坐十年冷的精神是不行的，不能走暢銷(xiāo)路線。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，我們真正進(jìn)入了一個(gè)信息爆炸的時(shí)代。按理說(shuō)學(xué)習(xí)這事應(yīng)該很容易才對(duì)，因?yàn)樾畔①Y源隨手可得，但人們慢慢發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)并非易事，很多所謂的學(xué)習(xí)往往讓人聽(tīng)了興奮，過(guò)了無(wú)痕。這時(shí)，對(duì)工程師們來(lái)說(shuō)，找到靠譜的向?qū)Ш拓浾鎯r(jià)實(shí)的參考書(shū)尤為重要。作者在完成第一部作品之后，所在的團(tuán)隊(duì)陸陸續(xù)續(xù)出版了10多部作品，都是基于一線的工程實(shí)踐案例編寫(xiě)的，其對(duì)電子工程技術(shù)的專(zhuān)注與無(wú)私分享精神讓人欽佩。
我認(rèn)為，一部?jī)?yōu)秀的工程技術(shù)作品首先要有撲面而來(lái)的干貨。如果通篇皆是理論而沒(méi)有工程實(shí)踐，就不能算是合格的作品，理論和實(shí)踐必須知行合一。在瀏覽本書(shū)目錄之后，疑慮即被打消，F(xiàn)PGA、DDR4、PCIe、USB、QSFP 等都是主流高速應(yīng)用，甚至對(duì)PCB板材、高速過(guò)孔、電容模型、電源等都有介紹，作者用一個(gè)功能完整的高速大數(shù)據(jù)加速卡項(xiàng)目作為主線貫穿了全書(shū)內(nèi)容，以實(shí)際量產(chǎn)的工程作品作為案例而不是DEMO應(yīng)用，這很難得。工程師們最需要的就是能手把手照著做、有參考意義的書(shū)，本書(shū)毫無(wú)疑問(wèn)是滿足了這個(gè)需求的。其次，作者的售后服務(wù)也很有特色，在EDA365網(wǎng)站開(kāi)辟的答疑版塊和公眾號(hào)讓人很容易聯(lián)系到作者本人進(jìn)行答疑交流，而不是賣(mài)完書(shū)就撒手不管，體現(xiàn)了對(duì)讀者負(fù)責(zé)的態(tài)度。
好書(shū)是用來(lái)讀的，而不是用來(lái)收藏的。每逢世界讀書(shū)日，朋友圈里都會(huì)有很多關(guān)于閱讀問(wèn)題的探討，我們的人均閱讀量比起歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)要少很多，我們真的不愛(ài)學(xué)習(xí)嗎？問(wèn)題在哪里？我想，除了我們?nèi)狈α己玫拈喿x習(xí)慣之外，書(shū)本身的吸引力也是影響因素之一。我們很多人不是不愿意學(xué)習(xí)和讀書(shū)，而是缺乏好書(shū)，缺乏貨真價(jià)實(shí)能理論聯(lián)系實(shí)際的優(yōu)秀作品。為何優(yōu)秀的作品不容易見(jiàn)到？其實(shí)不僅書(shū)籍作品如此，生活中很多東西都是這樣的，甚至連馬桶蓋都要去日本買(mǎi)，真的是因?yàn)閲?guó)人崇洋媚外嗎？我想，根源還是在于我們?nèi)狈ψ銐騼?yōu)秀的產(chǎn)品。要想有優(yōu)秀的產(chǎn)品，就必須具備工匠精神。什么是工匠精神？我想就是能經(jīng)得住各種短期利益誘惑，能專(zhuān)心致志，板凳一坐十年冷，把一件產(chǎn)品做到極致的那種精神。電子科技產(chǎn)品要靠實(shí)實(shí)在在的技術(shù)研發(fā)和大量的工程實(shí)踐積累才有可能做到極致，而在這些技術(shù)研發(fā)工作中，高速互連技術(shù)又是基礎(chǔ)支撐，基礎(chǔ)支撐平臺(tái)扎實(shí)了，上層建筑才更加穩(wěn)固。
在很多500強(qiáng)大公司里，往往信號(hào)完整性仿真工作就有幾十號(hào)人的團(tuán)隊(duì)，其他如電磁兼容性、PCB Layout、可制造性工藝、高速板材與連接器選型驗(yàn)證、測(cè)試等分工通常一應(yīng)俱全，有了完善的底層基礎(chǔ)技術(shù)支撐，上層建筑才能水到渠成。可惜的是，限于資金、規(guī)模等很多原因，很多中小型企業(yè)往往并不具備這樣專(zhuān)業(yè)分工的資源，隨著信號(hào)速率越來(lái)越快，底層的基礎(chǔ)技術(shù)研究常常成為很多中小企業(yè)的困擾。例如在單片機(jī)時(shí)代，PCB上一條導(dǎo)線隨便繞板兩圈布線，只要能連通，系統(tǒng)就能跑起來(lái)。但在DDR、PCIe等高速信號(hào)大量應(yīng)用的場(chǎng)景下，兩根線差1cm可能就無(wú)法正常工作，硬件研發(fā)工程師們不得不嚴(yán)肅地對(duì)待信號(hào)完整性、電源完整性等問(wèn)題。市面上關(guān)于信號(hào)完整性仿真類(lèi)的書(shū)已經(jīng)有不少，但大多偏向軟件使用或理論教學(xué)，真正以成功量產(chǎn)的真實(shí)產(chǎn)品為案例的不多，本書(shū)的出版無(wú)疑為電子工程師們多提供了一種選擇。
這些年我們國(guó)家的科技實(shí)力取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，F(xiàn)AST天眼、量子通信、大飛機(jī)、航母等讓人目不暇接，在這些大型工程的背后，是無(wú)數(shù)前仆后繼的工程師們的汗水與智慧，相信總有一天我們的電子科技水平會(huì)趕上甚至超過(guò)西方發(fā)達(dá)國(guó)家。在有些領(lǐng)域，比如手機(jī)產(chǎn)品，華為、小米、oppo/vivo等已經(jīng)走出國(guó)門(mén)并取得了不錯(cuò)的成績(jī)，只要工匠精神不息，相信其他領(lǐng)域也會(huì)一一突破，總有一天國(guó)人不再去日本買(mǎi)馬桶蓋。
蔣學(xué)東
2017年10月于深圳

前 言
1995年剛走出校門(mén)，當(dāng)時(shí)所接觸電子產(chǎn)品的信號(hào)速率不是太高，PCB設(shè)計(jì)大多只需按Design Rule或憑自己的經(jīng)驗(yàn)處理即可，信號(hào)完整性問(wèn)題不是很突出，甚至還沒(méi)有信號(hào)完整性的概念。隨著時(shí)間的推移，各類(lèi)高速芯片相繼出現(xiàn)，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品交付的時(shí)間越來(lái)越短，這種僅憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)及調(diào)試硬件的方式已不能滿足產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的需求，針對(duì)新出現(xiàn)的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)一些公司開(kāi)始在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中引入信號(hào)及電源完整性仿真手段。
當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)在信號(hào)與電源完整性方面的研究還處于空白階段，加上互聯(lián)網(wǎng)交流也剛開(kāi)始，很難找到信號(hào)與電源完整性方面的實(shí)用參考材料。作者在國(guó)內(nèi)接觸的第一本SI方面的書(shū)籍為Howard Johnson英文版的High-Speed Digital Design，這本原著由陳蘭兵在一次去國(guó)外出差時(shí)買(mǎi)回，當(dāng)時(shí)在公司內(nèi)被集體研究并廣為傳播，可以說(shuō)這本書(shū)對(duì)國(guó)內(nèi)PCB設(shè)計(jì)時(shí)使用信號(hào)與電源完整性方法的發(fā)展起到了革命性的作用�，F(xiàn)在信號(hào)與電源完整性的研究在國(guó)內(nèi)已非常普及，出現(xiàn)了許多關(guān)于信號(hào)與電源完整性應(yīng)用方面的參考書(shū)籍。關(guān)于國(guó)內(nèi)信號(hào)與電源完整性的發(fā)展歷程可以參考筆者的《華為研發(fā)14載：那些一起奮斗過(guò)的互連歲月》一書(shū)，其中相關(guān)章節(jié)內(nèi)容基本上是國(guó)內(nèi)信號(hào)與電源完整性仿真發(fā)展的一個(gè)縮影。
雖然現(xiàn)在市面上有著種類(lèi)繁多的關(guān)于信號(hào)與電源完整性仿真的書(shū)籍，但在通過(guò)EDA365平臺(tái)與廣大網(wǎng)友交流時(shí)總會(huì)聽(tīng)到這樣的聲音：
（1）缺少信號(hào)與電源完整性仿真在實(shí)際產(chǎn)品中的全過(guò)程實(shí)例；
（2）市面上信號(hào)與電源完整性仿真這類(lèi)書(shū)籍總體上原理偏多，即使有例子也不夠系統(tǒng)；
（3）內(nèi)容重復(fù)較多，原創(chuàng)內(nèi)容較少等。
針對(duì)這種狀況，為了方便初學(xué)者更快地掌握信號(hào)與電源完整性仿真的方法及工具使用，并在此基礎(chǔ)上快速上手進(jìn)行項(xiàng)目仿真，本書(shū)的編寫(xiě)以一個(gè)成功開(kāi)發(fā)的高速數(shù)據(jù)加速卡產(chǎn)品為信號(hào)與電源完整性仿真對(duì)象，全書(shū)自始至終介紹了此高速產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)過(guò)程中各類(lèi)信號(hào)接口的仿真過(guò)程，對(duì)于涉及的信號(hào)與電源完整性仿真方面的理論則以較為簡(jiǎn)單的圖文結(jié)合的方式展開(kāi)，以方便讀者更好地理解。除此之外，為增加讀者的系統(tǒng)性知識(shí)，還加入了PCB制造及電容S參數(shù)模型夾具設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容，并在最后免費(fèi)提供兩個(gè)作者自己開(kāi)發(fā)的用于提高PI仿真效率的軟件工具。因而本書(shū)除了內(nèi)容系統(tǒng)、完整外，更偏于實(shí)用性，即使是一個(gè)完全沒(méi)有信號(hào)與電源完整性仿真概念的電子工程師，也可以在極短的時(shí)間內(nèi)掌握常見(jiàn)信號(hào)的信號(hào)與電源完整性仿真流程及方法，并對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行初步仿真設(shè)計(jì)。
本書(shū)內(nèi)容共分為14章，系統(tǒng)地介紹了一個(gè)實(shí)際產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中所用的全部接口信號(hào)的SI與P