近年來，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，傳輸信號不斷提升，由此帶來的單板設計、電路布局布線、疊層密度也越來越大，PCB電路設計也呈現(xiàn)高速、高頻傳輸?shù)奶匦裕瑢⑹俏磥砀咚冁溌钒l(fā)展的主導方向。

但是，最近編者在網(wǎng)上查閱相關資訊文章，無意中發(fā)現(xiàn)大部分學習PCB設計的學員，工程師群體，目前似乎都存在的職場人生存困境：在工作中感受不到成長，內容無聊且乏味，然后又不知道自己擅長做什么，面對職場未來的競爭力是什么等等。

在當今物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與AI時代下，各種新舊技術不斷興起與迭代，同時要求電子職場人務必始終保持著嚴謹刻苦、自律性學習的工作態(tài)度。但無論是工作十多年的技術骨干，還是初入職場的菜鳥新人，在PCB設計這條職場發(fā)展和成長上，還是會無時不刻充滿焦慮和迷茫。

以下引述部分電子網(wǎng)友的評論：

網(wǎng)友A：在公司做了6年的layout工作，感覺自己能力比較普通，跟同事差不多好像沒什么競爭優(yōu)勢，一直都是畫的低速板，沒機會接觸高速板設計，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，全面算是在實踐中慢慢累積經(jīng)驗吧！

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、導網(wǎng)表、元件布局布線，然后就是pcb鋪銅查錯，輸出生產(chǎn)資料。工資還是底層沒有提升，有打算轉型做硬件。

網(wǎng)友C：從實習到工作做過高速板，也接觸過板級電源設計，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，沒有一套完整、系統(tǒng)可復制的實際項目設計經(jīng)驗、流程化思維。

....

綜合以上的疑問，得出的結論就是：作為一名職場打拼多年的PCB工程師，需不需要調換技術崗位，或者說下一步進階學習，我需要掌握哪些核心技能？

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

1. 在layout領域繼續(xù)精進，不斷努力學習新技能，如：高速電路設計、信號與電源仿真（SI/PI）、電磁兼容設計（EMC/EMI）另外再學會硬件設計、電路調試等，深入專研某一門技術，讓自己成為一名業(yè)內資深（硬件/仿真）工程師，技術大咖；

2. 系統(tǒng)地學習PCB設計完整項目流程，熟悉產(chǎn)品線的設計工作細節(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、以及物流和知識管理，成本控制思維，各種高速仿真平臺的設計與實現(xiàn)等等，成為公司里不可或缺的技術骨干，帶領團隊獨立完成公司內部項目、產(chǎn)品開發(fā)或對外包任務的分配、決策。

為什么要學習高速信號仿真？

上面講述到layout工程師，目前現(xiàn)存的普遍職業(yè)問題：薪資低、工作簡單，且技術含量少。作為職場能力提升學習，學習高速信號仿真無可比擬的技術優(yōu)勢。為什么呢？

1.中國智造2025計劃，以及工業(yè)4.0的推進，世界已經(jīng)進入智能化時代，各種傳統(tǒng)行業(yè)進行智能化升級，包括從許多看起來高大尚的行業(yè)，如：工業(yè)、汽車、軍工電子，小至大眾消費者的智能終端設備，如：人工智能、智慧家居、智能穿戴。電子化的發(fā)展必然驅動著半導體芯片、電子元器件與PCB電路板技術更新迭代，作為絕大部分電子產(chǎn)品的基礎載體，高速PCB電路板必然是未來的發(fā)展大趨勢。

2.從職場就業(yè)需求、市場人才競爭力方向來講。目前，大多數(shù)PCB企業(yè)研發(fā)要求，有著逐年上升的趨勢。譬如在許多年前，應聘layout工程師職位，新人要求僅需會精通使用AD、PADS等PCB繪制軟件，會簡單原理圖設計、元件庫封裝制作，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實戰(zhàn)項目經(jīng)驗。近幾年來，對layout工程師要求更是需要掌握高速電路設計、信號電源完整性設計、EMI電磁設計等要求。所以，掌握高速仿真設計，無疑能給您的就業(yè)升遷帶來一份足量的砝碼！

來看看近期的各大行業(yè)招聘網(wǎng)，對應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比。可以看出，仿真工程師無論在技術水平、薪資待遇方面，相比普通layout工程師更具個人優(yōu)勢，職場能力提升、企業(yè)要求也更加嚴格，如果掌握這一門核心技術，無疑給您的個人簡歷、工作履歷，增添令人眼前一亮的光環(huán)效應！

圖3：市場對layout工程師的職能要求逐年上升

圖4：高速電路、多層板疊層、信號仿真EMC設計為從業(yè)必備技能

圖5-6：業(yè)內某知名招聘網(wǎng)站統(tǒng)計 仿真工程師整體人均收入達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更高

3.從電子集成電路技術來講，高速系統(tǒng)對印刷板（PCB）設計要求，也要求PCB從業(yè)者必須掌握高速信號仿真相關技術知識。隨著電路集成度越來越高，PCB器件速率越快，信號高速、高頻分量不斷增加，信號延時、反射、傳輸線串擾，以及電磁干擾等外在因素，SDRAM、DDR在時序、等長及阻抗控制越快，諸多存在的問題在高速系統(tǒng)日益凸顯。信號與電源完整性的工作，就是為板級系統(tǒng)提供穩(wěn)定、可靠的工作環(huán)境，完整性設計的水平直接影響系統(tǒng)的整體性能。因此，對PCB項目特別是高速電路，信號仿真設計也就很有必要。

那么，我們應該如何系統(tǒng)學習高速信號仿真？

前段時間，小編在跟行業(yè)內某位高速仿真大咖交流，從他侃侃而談的言語中，大致了解了pcb layout工程師，從入行到精深高速仿真電路設計，從初級、進階學習到高階技能實戰(zhàn)，大致需要學習以下的框架內容：

在信號仿真的初級階段，主要掌握數(shù)字、脈沖電路，高速信號電路，三維電磁場、信號完整性相關基礎知識；在學習進階部分，在理解電路信號完整性分析上，根據(jù)信號影響因素，從PCB板材、矢量網(wǎng)絡分析s參數(shù)，電源完整性阻抗、噪聲分析，仿真模型分析，對高速信號仿真流程、細節(jié)做進一步的分析驗證；在PCB仿真高級階段，更多的是以主流技術與應用SDRAM、DDRx、HDMI、10G+高速信號鏈，IC芯片封裝設計綜合實戰(zhàn)，以高速PCB項目作為依托，在實戰(zhàn)中不斷提升高速信號仿真設計能力。

以上學習的仿真內容比較多，可能有部分學員看后仍會覺得不理解。高速信號仿真該怎么學？編者認為大致主要從以下幾個方向入手：

1.高速電路、信號完整性理論基礎

這部分主要學習高速信號的基礎理論，并在此部分內容提醒大家，在高速設計中可能遇到的問題，以及解決問題所需要具備的理論基礎。

2.電路仿真軟件、工具類運用

此部分主要掌握常用高速仿真軟件、驗證工具的熟練運用。學習Cadence SigXplorer和SigWave基本功能、仿真參數(shù)設置，掌握工具的使用技巧，學會Sigrity平臺使用工具，對信號分析、反射和傳輸線阻抗、耦合檢查分析，會使用PowerSI為系統(tǒng)電源進行仿真分析、設置噪聲源、共振分析等等，其他仿真軟件工具學習類似。

3.電路信號仿真模型學習

在學習前期，需要掌握高速信號、脈沖與數(shù)字電路的基礎知識，了解基本的PCB設計流程與生產(chǎn)設計。針對高速電路設計產(chǎn)生的諸多問題，如：信號延時、反射與阻抗，進一步提出的對高速PCB板材篩選要求，如何合理設置進行阻抗測試、控制與生產(chǎn)可行性設計，如何進行PCB疊層設計等。針對企業(yè)需求與半導體廠商，提供的各種仿真模型，如SPICE模型、IBIS模型、S參數(shù)，如何合理選擇對應模型、如何建立模型，測量輸入與輸出參數(shù)，如何通過仿真結果與產(chǎn)品測量關聯(lián)驗證模型。

4.傳輸線理論、信號反射與端接、串擾仿真

這個階段主要學習傳輸線的種類、特性參數(shù)、狀態(tài)分析與阻抗匹配，根據(jù)信號完整性分析：反射、串擾、信號延遲、地彈等，給出信號仿真分析與具體的抑制方法。

5.高速信號仿真項目實戰(zhàn)設計

此階段重點學習仿真設計的具體流程、參數(shù)設置。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，主要是驗證電路時序、布局布線，電路綜合后仿真），以更多具體的高速仿真項目、主流設計實戰(zhàn)學習為主：HDMI、PCB板級、DDRx、高速串行電路仿真設計.... 通過項目實踐，學習高速電路實例設計方法與流程化設計，掌握更加實用的綜合電路分析設計思路。

為了幫助大家更好地掌握信號電源完整性設計分析，編者整理了一份超全面、詳細的高速信號仿真設計分析學習資料大禮包！本期學習資料總共涵蓋多達1400+份海量高速信號電源完整性仿真設計分析、高速電路、脈沖數(shù)字電路的基礎理論，Cadence、Synopsys仿真軟件工具設計使用與仿真驗證學習視頻教程，SPICE/IBIS等仿真模型庫建立、拓撲結構與仿真系統(tǒng)設計分析，高速傳輸線、反射與端接的仿真，主流高速鏈路應用DDRx、HDMI設計，PCB板級設計，高速串行總線仿真綜合設計等等。全部的仿真精品學習資料包大小超過100G+！

第一部分：信號完整性概述

本部分主要學習了解高速信號鏈路的基礎知識，信號互聯(lián)鏈路分類與應用，信號調制技術與具體方式，信號串并聯(lián)傳輸通訊方式，信號電源完整性設計的入門基礎，高速PCB完整性仿真理論，各種常用的完整性測試與驗證技術，系統(tǒng)電源參考平面、電路時序分析、電地完整性具體問題及分析方法。

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第二部分：電路仿真工具軟件

針對高速高頻電路的仿真設計，我們主要提供包含三大國際EDA大廠及其他專業(yè)領域廠商提供高速信號電磁仿真軟件、平臺及工具包，比如：ANSYS旗下的HFSS高頻仿真、Maxwell低頻仿真、PExprt變壓器互感器設計、SIwave信號完整性分析，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IC芯片封裝、測試及驗證仿真的Sigrity系列，針對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，國內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：電子電路基礎知識

本章節(jié)主要介紹高速電路信號的基本理論，高速PCB布線基本原則，高速電路完整設計全流程及注意事項，掌握了解基本的模數(shù)電路轉化原理，脈沖數(shù)字電路及應用，高速數(shù)字ADC轉換器，基礎，性能評估，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)主要學習高速鏈路仿真模型的理解與運用。高速仿真模型的分類、拓撲結構分析，如何使用原廠仿真模型（如：SPICE模型、IBIS模型）來提取參數(shù)變量，用于信號完整性仿真分析與高速PCB設計方案確定。學習仿真模型的關鍵參數(shù)，如何進行整理、檢查糾錯與驗證，如何使用模型對關鍵網(wǎng)絡（信號線）仿真，模型之間如何轉化，如何加載到模型庫，如何提取輸出網(wǎng)絡拓撲結構等等。

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第五部分：PCB基礎與疊層設計

此部分主要是針對高速電路設計的一些基礎補充，并提出具體設計問題：信號延時、反射與阻抗，對高頻信號鏈提出更高要求，如何合理選擇PCB板材，如何進行高速PCB疊層設計，如何計算信號線阻抗，如何進行阻抗匹配與信號端接等

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第六部分：電路前仿真（RTL仿真）

數(shù)字電路設計階段，根據(jù)輸入、綜合與實現(xiàn)3個階段，可劃分為設計前仿真（RTL仿真），綜合后門級功能仿真，時序仿真。RTL仿真主要做電路的功能性仿真分析，不僅適用于FPGA/CPLD設計，還同樣適用于IC芯片設計。此部分主要是通過硬件描述語言，實現(xiàn)功能模塊電路，在此模塊中進行仿真設計，驗證電路的功能是否能夠滿足現(xiàn)實設計要求。

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第七-八部分：傳輸線、反射、端接與串擾仿真

主要掌握信號完整性需要掌握的基礎知識：傳輸線定義、分析，對信號損耗、反射、串擾的分析，如何提取網(wǎng)絡信號，如何建立拓撲結構， 如何通過參數(shù)分析傳輸鏈路質量、信號完整性，如何通過模型選取、設置激勵源信號，優(yōu)化高速電路設計等

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