近年來(lái)，隨著超大規(guī)模集成電路工藝的發(fā)展，芯片工作電壓降低，功耗逐漸增高，傳輸信號(hào)不斷提升，由此帶來(lái)的單板設(shè)計(jì)、電路布局布線、疊層密度也越來(lái)越大，PCB電路設(shè)計(jì)也呈現(xiàn)高速、高頻傳輸?shù)奶匦裕瑢⑹俏磥?lái)高速鏈路發(fā)展的主導(dǎo)方向。

但是，最近編者在網(wǎng)上查閱相關(guān)資訊文章，無(wú)意中發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)的學(xué)員，工程師群體，目前似乎都存在的職場(chǎng)人生存困境：在工作中感受不到成長(zhǎng)，內(nèi)容無(wú)聊且乏味，然后又不知道自己擅長(zhǎng)做什么，面對(duì)職場(chǎng)未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)力是什么等等。

在當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與AI時(shí)代下，各種新舊技術(shù)不斷興起與迭代，同時(shí)要求電子職場(chǎng)人務(wù)必始終保持著嚴(yán)謹(jǐn)刻苦、自律性學(xué)習(xí)的工作態(tài)度。但無(wú)論是工作十多年的技術(shù)骨干，還是初入職場(chǎng)的菜鳥新人，在PCB設(shè)計(jì)這條職場(chǎng)發(fā)展和成長(zhǎng)上，還是會(huì)無(wú)時(shí)不刻充滿焦慮和迷茫。

以下引述部分電子網(wǎng)友的評(píng)論：

網(wǎng)友A：在公司做了6年的layout工作，感覺(jué)自己能力比較普通，跟同事差不多好像沒(méi)什么競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，一直都是畫的低速板，沒(méi)機(jī)會(huì)接觸高速板設(shè)計(jì)，好在小公司接觸面比較廣泛，涉及產(chǎn)品比較多，目前處于迷茫階段中，全面算是在實(shí)踐中慢慢累積經(jīng)驗(yàn)吧！

網(wǎng)友B：做好好多年layout，自己的日常工作，就是客戶給到的產(chǎn)品原理圖，開始做元件封裝庫(kù)、導(dǎo)網(wǎng)表、元件布局布線，然后就是pcb鋪銅查錯(cuò)，輸出生產(chǎn)資料。工資還是底層沒(méi)有提升，有打算轉(zhuǎn)型做硬件。

網(wǎng)友C：從實(shí)習(xí)到工作做過(guò)高速板，也接觸過(guò)板級(jí)電源設(shè)計(jì)，在大公司的好處是工作比較規(guī)范，但是僅局限于畫板出圖，沒(méi)有一套完整、系統(tǒng)可復(fù)制的實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、流程化思維。

....

綜合以上的疑問(wèn)，得出的結(jié)論就是：作為一名職場(chǎng)打拼多年的PCB工程師，需不需要調(diào)換技術(shù)崗位，或者說(shuō)下一步進(jìn)階學(xué)習(xí)，我需要掌握哪些核心技能？

在無(wú)數(shù)的職場(chǎng)命題中，或許PCB工程師有兩種可能的發(fā)展方向：

1. 在layout領(lǐng)域繼續(xù)精進(jìn)，不斷努力學(xué)習(xí)新技能，如：高速電路設(shè)計(jì)、信號(hào)與電源仿真（SI/PI）、電磁兼容設(shè)計(jì)（EMC/EMI）另外再學(xué)會(huì)硬件設(shè)計(jì)、電路調(diào)試等，深入專研某一門技術(shù)，讓自己成為一名業(yè)內(nèi)資深（硬件/仿真）工程師，技術(shù)大咖；

2. 系統(tǒng)地學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)完整項(xiàng)目流程，熟悉產(chǎn)品線的設(shè)計(jì)工作細(xì)節(jié)，包括掌握系統(tǒng)定義、原理仿真、約束定義、Layout布線，到后續(xù)生產(chǎn)制造的DFM分析、以及物流和知識(shí)管理，成本控制思維，各種高速仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等等，成為公司里不可或缺的技術(shù)骨干，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成公司內(nèi)部項(xiàng)目、產(chǎn)品開發(fā)或?qū)ν獍蝿?wù)的分配、決策。

為什么要學(xué)習(xí)高速信號(hào)仿真？

上面講述到layout工程師，目前現(xiàn)存的普遍職業(yè)問(wèn)題：薪資低、工作簡(jiǎn)單，且技術(shù)含量少。作為職場(chǎng)能力提升學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)高速信號(hào)仿真無(wú)可比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。為什么呢？

1.中國(guó)智造2025計(jì)劃，以及工業(yè)4.0的推進(jìn)，世界已經(jīng)進(jìn)入智能化時(shí)代，各種傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行智能化升級(jí)，包括從許多看起來(lái)高大尚的行業(yè)，如：工業(yè)、汽車、軍工電子，小至大眾消費(fèi)者的智能終端設(shè)備，如：人工智能、智慧家居、智能穿戴。電子化的發(fā)展必然驅(qū)動(dòng)著半導(dǎo)體芯片、電子元器件與PCB電路板技術(shù)更新迭代，作為絕大部分電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)載體，高速PCB電路板必然是未來(lái)的發(fā)展大趨勢(shì)。

2.從職場(chǎng)就業(yè)需求、市場(chǎng)人才競(jìng)爭(zhēng)力方向來(lái)講。目前，大多數(shù)PCB企業(yè)研發(fā)要求，有著逐年上升的趨勢(shì)。譬如在許多年前，應(yīng)聘layout工程師職位，新人要求僅需會(huì)精通使用AD、PADS等PCB繪制軟件，會(huì)簡(jiǎn)單原理圖設(shè)計(jì)、元件庫(kù)封裝制作，現(xiàn)在不僅要求全部掌握PCB軟件及工具使用，招聘要求上還需具備一定的layout實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。近幾年來(lái)，對(duì)layout工程師要求更是需要掌握高速電路設(shè)計(jì)、信號(hào)電源完整性設(shè)計(jì)、EMI電磁設(shè)計(jì)等要求。所以，掌握高速仿真設(shè)計(jì)，無(wú)疑能給您的就業(yè)升遷帶來(lái)一份足量的砝碼！

來(lái)看看近期的各大行業(yè)招聘網(wǎng)，對(duì)應(yīng)layout工程師的就職要求、薪資待遇：

圖1

圖2

圖1和圖2是layout工程師與仿真工程師對(duì)比。可以看出，仿真工程師無(wú)論在技術(shù)水平、薪資待遇方面，相比普通layout工程師更具個(gè)人優(yōu)勢(shì)，職場(chǎng)能力提升、企業(yè)要求也更加嚴(yán)格，如果掌握這一門核心技術(shù)，無(wú)疑給您的個(gè)人簡(jiǎn)歷、工作履歷，增添令人眼前一亮的光環(huán)效應(yīng)！

圖3：市場(chǎng)對(duì)layout工程師的職能要求逐年上升

圖4：高速電路、多層板疊層、信號(hào)仿真EMC設(shè)計(jì)為從業(yè)必備技能

圖5-6：業(yè)內(nèi)某知名招聘網(wǎng)站統(tǒng)計(jì) 仿真工程師整體人均收入達(dá)1.5~2W起薪，其中以系統(tǒng)CAE、熱仿真、算法仿真工程師同類高端崗位起點(diǎn)更高

3.從電子集成電路技術(shù)來(lái)講，高速系統(tǒng)對(duì)印刷板（PCB）設(shè)計(jì)要求，也要求PCB從業(yè)者必須掌握高速信號(hào)仿真相關(guān)技術(shù)知識(shí)。隨著電路集成度越來(lái)越高，PCB器件速率越快，信號(hào)高速、高頻分量不斷增加，信號(hào)延時(shí)、反射、傳輸線串?dāng)_，以及電磁干擾等外在因素，SDRAM、DDR在時(shí)序、等長(zhǎng)及阻抗控制越快，諸多存在的問(wèn)題在高速系統(tǒng)日益凸顯。信號(hào)與電源完整性的工作，就是為板級(jí)系統(tǒng)提供穩(wěn)定、可靠的工作環(huán)境，完整性設(shè)計(jì)的水平直接影響系統(tǒng)的整體性能。因此，對(duì)PCB項(xiàng)目特別是高速電路，信號(hào)仿真設(shè)計(jì)也就很有必要。

那么，我們應(yīng)該如何系統(tǒng)學(xué)習(xí)高速信號(hào)仿真？

前段時(shí)間，小編在跟行業(yè)內(nèi)某位高速仿真大咖交流，從他侃侃而談的言語(yǔ)中，大致了解了pcb layout工程師，從入行到精深高速仿真電路設(shè)計(jì)，從初級(jí)、進(jìn)階學(xué)習(xí)到高階技能實(shí)戰(zhàn)，大致需要學(xué)習(xí)以下的框架內(nèi)容：

在信號(hào)仿真的初級(jí)階段，主要掌握數(shù)字、脈沖電路，高速信號(hào)電路，三維電磁場(chǎng)、信號(hào)完整性相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)；在學(xué)習(xí)進(jìn)階部分，在理解電路信號(hào)完整性分析上，根據(jù)信號(hào)影響因素，從PCB板材、矢量網(wǎng)絡(luò)分析s參數(shù)，電源完整性阻抗、噪聲分析，仿真模型分析，對(duì)高速信號(hào)仿真流程、細(xì)節(jié)做進(jìn)一步的分析驗(yàn)證；在PCB仿真高級(jí)階段，更多的是以主流技術(shù)與應(yīng)用SDRAM、DDRx、HDMI、10G+高速信號(hào)鏈，IC芯片封裝設(shè)計(jì)綜合實(shí)戰(zhàn)，以高速PCB項(xiàng)目作為依托，在實(shí)戰(zhàn)中不斷提升高速信號(hào)仿真設(shè)計(jì)能力。

以上學(xué)習(xí)的仿真內(nèi)容比較多，可能有部分學(xué)員看后仍會(huì)覺(jué)得不理解。高速信號(hào)仿真該怎么學(xué)？編者認(rèn)為大致主要從以下幾個(gè)方向入手：

1.高速電路、信號(hào)完整性理論基礎(chǔ)

這部分主要學(xué)習(xí)高速信號(hào)的基礎(chǔ)理論，并在此部分內(nèi)容提醒大家，在高速設(shè)計(jì)中可能遇到的問(wèn)題，以及解決問(wèn)題所需要具備的理論基礎(chǔ)。

2.電路仿真軟件、工具類運(yùn)用

此部分主要掌握常用高速仿真軟件、驗(yàn)證工具的熟練運(yùn)用。學(xué)習(xí)Cadence SigXplorer和SigWave基本功能、仿真參數(shù)設(shè)置，掌握工具的使用技巧，學(xué)會(huì)Sigrity平臺(tái)使用工具，對(duì)信號(hào)分析、反射和傳輸線阻抗、耦合檢查分析，會(huì)使用PowerSI為系統(tǒng)電源進(jìn)行仿真分析、設(shè)置噪聲源、共振分析等等，其他仿真軟件工具學(xué)習(xí)類似。

3.電路信號(hào)仿真模型學(xué)習(xí)

在學(xué)習(xí)前期，需要掌握高速信號(hào)、脈沖與數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識(shí)，了解基本的PCB設(shè)計(jì)流程與生產(chǎn)設(shè)計(jì)。針對(duì)高速電路設(shè)計(jì)產(chǎn)生的諸多問(wèn)題，如：信號(hào)延時(shí)、反射與阻抗，進(jìn)一步提出的對(duì)高速PCB板材篩選要求，如何合理設(shè)置進(jìn)行阻抗測(cè)試、控制與生產(chǎn)可行性設(shè)計(jì)，如何進(jìn)行PCB疊層設(shè)計(jì)等。針對(duì)企業(yè)需求與半導(dǎo)體廠商，提供的各種仿真模型，如SPICE模型、IBIS模型、S參數(shù)，如何合理選擇對(duì)應(yīng)模型、如何建立模型，測(cè)量輸入與輸出參數(shù)，如何通過(guò)仿真結(jié)果與產(chǎn)品測(cè)量關(guān)聯(lián)驗(yàn)證模型。

4.傳輸線理論、信號(hào)反射與端接、串?dāng)_仿真

這個(gè)階段主要學(xué)習(xí)傳輸線的種類、特性參數(shù)、狀態(tài)分析與阻抗匹配，根據(jù)信號(hào)完整性分析：反射、串?dāng)_、信號(hào)延遲、地彈等，給出信號(hào)仿真分析與具體的抑制方法。

5.高速信號(hào)仿真項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)設(shè)計(jì)

此階段重點(diǎn)學(xué)習(xí)仿真設(shè)計(jì)的具體流程、參數(shù)設(shè)置。產(chǎn)品前仿真（RTL仿真，也稱為功能仿真）和后仿真（檢查邏輯門電路，主要是驗(yàn)證電路時(shí)序、布局布線，電路綜合后仿真），以更多具體的高速仿真項(xiàng)目、主流設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)學(xué)習(xí)為主：HDMI、PCB板級(jí)、DDRx、高速串行電路仿真設(shè)計(jì).... 通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐，學(xué)習(xí)高速電路實(shí)例設(shè)計(jì)方法與流程化設(shè)計(jì)，掌握更加實(shí)用的綜合電路分析設(shè)計(jì)思路。

為了幫助大家更好地掌握信號(hào)電源完整性設(shè)計(jì)分析，編者整理了一份超全面、詳細(xì)的高速信號(hào)仿真設(shè)計(jì)分析學(xué)習(xí)資料大禮包！本期學(xué)習(xí)資料總共涵蓋多達(dá)1400+份海量高速信號(hào)電源完整性仿真設(shè)計(jì)分析、高速電路、脈沖數(shù)字電路的基礎(chǔ)理論，Cadence、Synopsys仿真軟件工具設(shè)計(jì)使用與仿真驗(yàn)證學(xué)習(xí)視頻教程，SPICE/IBIS等仿真模型庫(kù)建立、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析，高速傳輸線、反射與端接的仿真，主流高速鏈路應(yīng)用DDRx、HDMI設(shè)計(jì)，PCB板級(jí)設(shè)計(jì)，高速串行總線仿真綜合設(shè)計(jì)等等。全部的仿真精品學(xué)習(xí)資料包大小超過(guò)100G+！

第一部分：信號(hào)完整性概述

本部分主要學(xué)習(xí)了解高速信號(hào)鏈路的基礎(chǔ)知識(shí)，信號(hào)互聯(lián)鏈路分類與應(yīng)用，信號(hào)調(diào)制技術(shù)與具體方式，信號(hào)串并聯(lián)傳輸通訊方式，信號(hào)電源完整性設(shè)計(jì)的入門基礎(chǔ)，高速PCB完整性仿真理論，各種常用的完整性測(cè)試與驗(yàn)證技術(shù)，系統(tǒng)電源參考平面、電路時(shí)序分析、電地完整性具體問(wèn)題及分析方法。

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第二部分：電路仿真工具軟件

針對(duì)高速高頻電路的仿真設(shè)計(jì)，我們主要提供包含三大國(guó)際EDA大廠及其他專業(yè)領(lǐng)域廠商提供高速信號(hào)電磁仿真軟件、平臺(tái)及工具包，比如：ANSYS旗下的HFSS高頻仿真、Maxwell低頻仿真、PExprt變壓器互感器設(shè)計(jì)、SIwave信號(hào)完整性分析，Mentor公司HyperLynx仿真分析、Modelsim虛擬仿真工具，Synopsys的HSPICE、VCS、IIC系列仿真工具，Cadence全套新版針對(duì)IC芯片封裝、測(cè)試及驗(yàn)證仿真的Sigrity系列，針對(duì)不同的器件仿真工具，如：PowerSI、PowerDC、OptimizePI、Speed2000等。目前，市面上有大量的仿真工具軟件可供選擇，國(guó)內(nèi)主流使用的仿真軟件，主要包含以下幾類：Sigrity、Hyperlynx、ADS、siwave以及HFSS。

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第三部分：電子電路基礎(chǔ)知識(shí)

本章節(jié)主要介紹高速電路信號(hào)的基本理論，高速PCB布線基本原則，高速電路完整設(shè)計(jì)全流程及注意事項(xiàng)，掌握了解基本的模數(shù)電路轉(zhuǎn)化原理，脈沖數(shù)字電路及應(yīng)用，高速數(shù)字ADC轉(zhuǎn)換器，基礎(chǔ)，性能評(píng)估，ADC布局布線技巧與思路等。

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第四部分：電路仿真模型

本章節(jié)主要學(xué)習(xí)高速鏈路仿真模型的理解與運(yùn)用。高速仿真模型的分類、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析，如何使用原廠仿真模型（如：SPICE模型、IBIS模型）來(lái)提取參數(shù)變量，用于信號(hào)完整性仿真分析與高速PCB設(shè)計(jì)方案確定。學(xué)習(xí)仿真模型的關(guān)鍵參數(shù)，如何進(jìn)行整理、檢查糾錯(cuò)與驗(yàn)證，如何使用模型對(duì)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)（信號(hào)線）仿真，模型之間如何轉(zhuǎn)化，如何加載到模型庫(kù)，如何提取輸出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等等。

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第五部分：PCB基礎(chǔ)與疊層設(shè)計(jì)

此部分主要是針對(duì)高速電路設(shè)計(jì)的一些基礎(chǔ)補(bǔ)充，并提出具體設(shè)計(jì)問(wèn)題：信號(hào)延時(shí)、反射與阻抗，對(duì)高頻信號(hào)鏈提出更高要求，如何合理選擇PCB板材，如何進(jìn)行高速PCB疊層設(shè)計(jì)，如何計(jì)算信號(hào)線阻抗，如何進(jìn)行阻抗匹配與信號(hào)端接等

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第六部分：電路前仿真（RTL仿真）

數(shù)字電路設(shè)計(jì)階段，根據(jù)輸入、綜合與實(shí)現(xiàn)3個(gè)階段，可劃分為設(shè)計(jì)前仿真（RTL仿真），綜合后門級(jí)功能仿真，時(shí)序仿真。RTL仿真主要做電路的功能性仿真分析，不僅適用于FPGA/CPLD設(shè)計(jì)，還同樣適用于IC芯片設(shè)計(jì)。此部分主要是通過(guò)硬件描述語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)功能模塊電路，在此模塊中進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，驗(yàn)證電路的功能是否能夠滿足現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)要求。

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第七-八部分：傳輸線、反射、端接與串?dāng)_仿真

主要掌握信號(hào)完整性需要掌握的基礎(chǔ)知識(shí)：傳輸線定義、分析，對(duì)信號(hào)損耗、反射、串?dāng)_的分析，如何提取網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，如何建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 如何通過(guò)參數(shù)分析傳輸鏈路質(zhì)量、信號(hào)完整性，如何通過(guò)模型選取、設(shè)置激勵(lì)源信號(hào)，優(yōu)化高速電路設(shè)計(jì)等

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