高速电路设计工程经验与实践案例分析

高速电路设计工程经验与实践案例分析(Randy Wang)课程介绍：

课程背景
    本课程的特色是：课程基本不涉及高深的高速设计理论，而从高速电路设计的大量实际案例出发，针对研发过程中可能遇到的问题，进行详细解析。
    纯干货，案例众多
    课程内容围绕高速电路设计所涉及的主要环节
    每个技术要点，均通过工程实践中的实际案例分析导入
    并从案例中提取出一般性的方法、思路
    引导学员，将这些方法落地，在工程实践中直接使用
     
课程大纲

（一）高速电路设计的几个基本问题 
1. 高速电路设计的关键问题分析
2. 如何确定信号的带宽？信号带宽如何影响信号质量、信号测试和EMC，与实例分析
3. 信号分析方法---如何判断电路设计中：哪些部分是必须重视信号完整性、并严格控制的；哪些部分的要求可以放松一些；哪些部分可以不关注。
该方法用以解决以下常见的工程设计问题：
显然不是所有的信号都需要考虑信号完整性，对于没有必要考虑信号完整性的信号，在PCB设计中，就应该放松要求，而将研究的重点放在必须考虑信号完整性的信号上。
    什么信号的PCB走线必须考虑信号完整性？不是根据速率来区分，本节会举两个例子，  
第一个例子是周期频率比较低的信号，出现了信号质量的问题，导致测试出错；
第二个例子是周期频率比较高的信号，但不考虑信号完整性的要求，反而没问题。
因此，在讨论信号完整性的具体问题之前，首先要搞清楚：
1）信号满足哪些条件，就必须要应用信号完整性的技巧来保证信号质量？
2）信号满足哪些条件，可以不考虑或放松对信号完整性的要求？
4. 信号分析方法的应用与实例
5. 信号完整性问题，在波形上的几种表现形式及其产生的根本原因、解决办法，并逐一基于案例分析，如何判断这几类存在质量问题的信号，是否会导致电路故障。
6. 多层板（4层及4层以上）检查PCB设计图的关键要点
7. 双层板检查PCB设计图的关键要点

（二）工程经验与案例---阻抗控制、PCB板材选择与PCB的层叠结构设计
1. 阻抗的含义与阻抗的计算，实例分析
2. 阻抗与信号质量之间的关系
3. 如何实现阻抗控制---完成阻抗控制的具体步骤与实例分析
4. 关于阻抗控制的误区
5. PCB板材的选择要点与实例分析
6. PCB层叠结构设计的要点与实例分析
 ◇ 层叠结构设计的目标
 ◇ 层叠结构设计的实现方式
 ◇ 实例分析：层叠结构分析实例，分析不同层叠结构的优势和劣势
 ◇ 实例分析：4层板的设计，如何规划每一层的高效使用
 ◇ 实例分析：6层板、8层板的设计，如何规划电源层、地层、信号层
 ◇ 实例分析：FPGA的应用中，优化信号层的走线的策略

（三）工程经验与案例---反射与信号的端接匹配
1. 信号反射的根源，反射对信号的影响
2. 反射的定性分析、定量计算，及实例分析
3. 什么样的信号需要考虑阻抗匹配？
4. 阻抗匹配---芯片升级换代带来的问题
5. 如何选择正确的信号匹配方式，深入分析各匹配方式的应用要点、常见问题，案例分析
6. 阻抗端接的4种实现方式，每种方式的优点和缺点、注意要点、波形分析
7. 阻抗端接的PCB设计注意要点与案例分析

（四）工程经验与案例---高速电路中信号回路、地弹、串扰的问题与分析
1. 表层走线还是内层走线？两种方法各自的优缺点分析。在工程设计中，如何决定应采用哪种走线方式
2. 表层走线在什么情况下会导致EMC的问题
3. 理解与体会：为什么一定要考虑信号回路？
4. 回流路径---信号如何选择回流路径，如何分析信号回流的问题，案例解析
5. 如何理解，在电路板上，回路是造成信号串扰的最主要因素，案例分析
6. 跨分割导致的信号完整性问题、EMC问题，案例分析
--- PCB设计中，在层数受到限制的情况下，若希望做到所有信号均有连续的参考平面，通常不容易做到，在这种情况下，工程设计中的三个对策与应用。
7. 电源和地，选择谁作为参考平面，对比与实例分析
8. 表层铺地还是不铺地？不同场合如何决策？
9. 信号换层时，如何做到回路连续？案例分析
10. 地弹的影响，地弹对PCB设计、信号质量测试提出的要求、案例分析
11. 串扰产生的原因、远端串扰和近端串扰，及其对工程设计的影响
12. 串扰对信号的影响
13. 串扰---信号线之间的间距如何考虑
14. PCB设计中，容易导致串扰的几个场合
15. 案例分析：双面板，如何避免串扰问题，解决思路与工程经验
16. 案例分析：四层板及以上层数的多层电路板，如何避免串扰问题，解决思路与工程经验
17. 保护线应用的技巧、误区
18. 蛇形线应用中存在的问题与技术要点
19. 盲埋孔技术的优势
20. 盲埋孔应用中特别容易犯的错误与案例分析
21. 走线出现分叉---什么情况下允许出现走线分叉

（五）透彻掌握差分对与应用实例
1. 单端信号所面临的问题，差分对的优势
2. 差分对的缺点和应用中的关键注意要点
3. 实例分析：电路设计中，如何应用差分对，解决复杂问题
4. 案例分析：工程上差分对很难做到对称、等长。若出现差分对严重不对称不等长的情况，如何分析
5. 案例分析：本设计中的PCIE差分对走线上存在的问题与分析
6. 什么情况下，差分对可以不紧耦合，案例分析
7. 理解差分对的回流
8. PCB设计中，差分对走线的几个关键要点
9. 差分对应用中的两个关键误区
10. 差分对AC耦合电容的注意要点，案例分析
11. 什么场合下，不应该采用AC耦合，案例分析

（六）高速差分对调试技巧与实例
在本章节，基于若干工程案例，介绍宝贵的高速差分对实战调试经验。包括：
 ◇ 信号眼图不达标可能的原因，以及调试方法
 ◇ 长链路、短链路中，PRBS出错的故障问题与调试
 ◇ VGA、CTLE、FFE、DFE等均衡措施对眼图的影响，以及如何调整均衡参数，以获得最佳的接收端输入
 ◇ 基于某完整实例介绍，高速差分对故障的调试过程与分析方法

(七)DDR3、DDR4 SDRAM的高速电路设计技巧
1. 原理分析：从SDRAM、DDR开始，到DDR2、DDR3、DDR4，每一代存储器在应用中的难点与设计关键点分析
2. DDR3/DDR4源同步时序的分析
3. 高速存储器信号线的等长要求到底如何确定？
4. DDR3/DDR4的端接和电源滤波方法、PCB设计要点
5. DDR3/DDR4在PCB设计中必须注意的14个工程问题与案例分析
6. 工程经验：如何降低DDR3/DDR4的PCB走线难度
7. 案例分析：与DDR3、DDR4相关的6个工程故障案例分析

（八）PCB上最主要的信号干扰源的抑制---电源电路PCB设计要点
电源电路是PCB上噪声的重要源头，若处理得不好，会对周围的信号造成严重的干扰。
本章节以某个存在很多问题的PCB设计图作为实例，介绍在电源电路的PCB设计中，需注意特别的十个关键要点。

优质售后服务，提升培训效果
参训学员或者企业在课程结束后，可以享受相关的电磁兼容技术方面优质售后服务，作为授课之补充，保证效果，达到学习目的。主要内容如下： 

1，【讲师技术解答与指导服务】--培训完成后，参加培训人员相关电磁兼容问题可以得到EMC培训讲师或团队的解答与指导（邮件或电话方式），作为培训讲授的补充；
2，【赠送免费名额一人次】--全年累计参加公开课达8人次以上（含8人次），均可赠送免费名额一人次，有效期1年，此名额学习不受地区限制；
3，【赠送光盘一份】--内含EMC标准、标准电路、器件库等一系列实用EMC资料；
4，【定期收到每月一期的EMC专题技术期刊】--含各行业的典型产品EMC问题的解决方法详解；
　

讲师简介
    Randy Wang
    高级电路设计专家。先后在华为等数家国内外顶级公司的核心硬件研发部门任职，在电路设计及相关项目管理领域有十四年的工作经验。
    经典书籍《高速电路设计实践》一书的作者。
    对元器件选择及常见故障分析、电源、时钟、电路板噪声抑制、抗干扰设计、电路可靠性设计、电路测试、高性能PCB的信号及电源完整性的设计，有极丰富的经验。其成功设计的电路板层数包括40层、28层、26层、22层、16层、10 层、8层、4层、2层等。其成功设计的最高密度的电路板，网络数达两万，管脚数超过八万。
    自2010年开设电路设计培训课程以来，Randy接触过数百家不同类型的企业、研究所，帮助这些单位解决过大量工程设计中的问题。
    以上独特的经历，使Randy的课程非常贴近工程实践，完全做到了课程中的每个案例都来自于工作中的问题，每个技术要点都正中电路设计和故障调试的靶心。
因此Randy的课程以实战性、实用性、能真正解决工程实际问题、能真正帮助工程师提升设计水平而广受好评。
    至今，Randy已举办过电路设计公开课及内训课程一百多场，培训学员三千多人。
    内训单位包括：通用电气、南京国电南瑞、美国汤姆逊公司、京东方科技集团、志高空调、苏州乐轩科技、江苏捷诚车载电子信息工程有限公司、长沙开元仪器股份有限公司、上海卡斯柯信号有限公司、德赛西威汽车电子有限公司、中航613所、广州航新航空科技股份有限公司、中航光电科技股份有限公司、北京铁路信号公司、上海三菱等。

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