圖解PADS電路闆設計專業級能力認證學術科 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

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• 專業技能

本書特色

　　1.學生能在最短時間瞭解並學會TEMI PADS電路闆設計專業級能力認證題目，考取證照
　　2.配閤學校內專題製作課程將設計之電路透過layout再藉由雕刻機或蝕刻機製作成硬體電路。
　　3.本書除瞭做為認證考試用，考量實用性，增加PADS Logic及PADS Layout之功能介紹，加強使用者對PADS相關基礎觀念知識的建立，快速進入PCB電路闆設計的領域。
　　4.將步驟流程做條列式說明，解題過程易懂；依照本書步驟練習，讓您順利通過認證。

　　本書內容適閤給:
　　1.PADS 初學習者或已通過實用級認證之學生。
　　2.要考專業級認證之學生或社會人士。
　　3.學校專題硬體電路製作。
　　4.業界PADS 電路闆設計之新進人員參考用書。

　　建議讀者從第四章(第一階段:零件編修創建->圖框編輯設定1->電路圖繪製->階層電路繪製->文件輸齣)到第五章(第二階段:繪製闆框->零件佈局->電路闆佈綫->設計驗證->電路鋪銅->設計驗證->文件輸齣)，依序練習。

嵌入式係統設計與實踐：從概念到實物 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且極具實踐性的視角，探索現代嵌入式係統從底層硬件到上層軟件的完整設計與實現流程。我們聚焦於那些構成智能設備、物聯網解決方案及工業控製核心的那些關鍵技術，而非特定EDA工具的使用規範。 --- 第一部分：嵌入式係統基礎架構與微控製器選型 本部分將係統性地構建讀者對現代嵌入式係統核心要素的理解。我們將超越簡單的“芯片介紹”，深入探討微控製器（MCU）的內在結構、工作原理及其在不同應用場景下的適用性分析。 第一章：嵌入式係統導論與發展趨勢 定義與範疇界定： 明確嵌入式係統的核心特徵——專用性、實時性與資源約束性。探討其在消費電子、汽車電子、醫療設備及工業自動化中的演變軌跡。 體係結構剖析： 詳細解析馮·諾依曼與哈佛結構在現代MCU中的混閤應用。深入理解CPU（如Cortex-M係列）的核心流水綫、中斷處理機製和寄存器組管理。 主流微控製器傢族對比： 不拘泥於單一平颱，對比分析ARM Cortex-M係列（M0, M3, M4, M7）、RISC-V架構的特性與生態優勢。重點討論存儲器（Flash、SRAM、EEPROM）的訪問時序與保護機製。 第二章：硬件設計基礎與信號完整性 本章側重於係統層麵的硬件設計思維，而非PCB布局細節。我們將關注如何構建一個穩定、可靠的係統級電路。 電源管理與去耦設計： 講解LDO與開關電源（Buck/Boost）的選擇依據。深入探討高頻去耦電容的選型、布局與等效電路模型（ESR/ESL）對係統噪聲的影響。 時鍾與復位電路設計： 分析晶振（Crystal Oscillator）的工作原理、負載電容的精確計算，以及如何設計一個具備良好抖動（Jitter）性能的時鍾源。復位電路（上電復位、看門狗復位）的時序要求。 接口與通信協議的硬件實現： 係統性地講解高速串行通信（如USB 2.0 PHY層、Ethernet MAC層）的物理層要求。重點分析RS-232/485、CAN總綫在電氣層麵的驅動與保護設計，包括共模抑製和瞬態保護器件的應用。 信號完整性初步（SI）： 介紹傳輸綫理論基礎，討論阻抗匹配的重要性。對於多層闆而言，分析信號反射、串擾的來源及基本的抑製策略（如端接電阻）。 --- 第二部分：固件開發與底層驅動實現 軟件是嵌入式係統的靈魂。本部分將引導讀者掌握從匯編啓動到操作係統調度的全流程固件開發技能。 第三章：匯編語言與啓動代碼 匯編基礎迴顧： 針對特定架構（如ARM Thumb-2）的指令集特性、尋址模式的深入理解。 啓動序列（Boot Sequence）： 詳細剖析MCU上電後，從復位嚮量到進入`main()`函數的完整路徑。解讀鏈接腳本（Linker Script）的作用，理解代碼、數據、堆棧（Stack）在內存中的精確映射。 中斷嚮量錶與異常處理： 深入研究中斷服務程序（ISR）的編寫規範，包括上下文保存與恢復，以及處理嵌套中斷的策略。 第四章：底層驅動程序的模塊化開發 本章強調驅動開發的工程化實踐，即如何編寫可移植、可復用、易於調試的驅動代碼。 GPIO、定時器與中斷服務： 實現精確的硬件抽象層（HAL）。討論如何使用DMA（直接內存訪問）來卸載CPU對數據傳輸任務的負擔，並給齣DMA初始化與傳輸完成迴調的範例。 存儲器驅動設計： 針對外部Flash（如SPI NOR Flash）設計通用的讀/寫/擦除驅動。重點關注扇區擦除時間與數據寫入的原子性保證。 串行通信協議棧實現： 不依賴庫函數，從零開始實現UART、SPI、I2C協議的時序邏輯，並加入錯誤校驗與超時機製。 --- 第三部分：實時操作係統（RTOS）與並發編程 在復雜的嵌入式應用中，管理任務調度和資源競爭是核心挑戰。本部分深入探討RTOS的設計哲學與實際應用。 第五章：實時操作係統原理與任務管理 RTOS核心概念： 詳細解析任務（Task）、上下文切換（Context Switching）、調度器（Scheduler）的工作機製。對比固定優先級、輪轉調度與截止時間單調性（EDF）算法的優劣。 進程間通信（IPC）機製： 深入剖析信號量（Semaphore）、互斥鎖（Mutex）在防止競態條件（Race Condition）中的作用，以及消息隊列（Message Queue）在數據流傳遞中的高效性。 死鎖與優先級反轉： 分析嵌入式係統中常見的並發陷阱，並提供基於PrioInheritance協議的解決方案。 第六章：係統級調試與性能優化 內存管理： 探討靜態內存分配與動態內存分配（Heap）在嵌入式環境下的挑戰。講解內存泄漏檢測與內存碎片化問題。 功耗優化策略： 介紹MCU的各種低功耗模式（Sleep, Deep Sleep, Standby）。討論如何通過時鍾門控和外設關閉策略，實現電池供電係統的長續航設計。 調試工具與技術： 重點介紹JTAG/SWD調試接口的原理，以及如何有效利用斷點、觀察點（Watchpoint）和實時追蹤（Trace）功能進行復雜Bug的定位。 --- 第四部分：高級係統集成與應用實踐 本部分將知識點提升至係統集成層麵，關注如何構建一個具備網絡連接和數據處理能力的復雜應用。 第七章：網絡協議棧的嵌入式實現 TCP/IP基礎： 簡要迴顧OSI七層模型在嵌入式網絡設備中的映射。講解ARP、ICMP、UDP的報文結構。 輕量級TCP/IP協議棧（如LwIP）： 探討其內核結構，包括NetIF層、核心協議層與應用層接口。如何配置和移植協議棧以適應特定硬件。 物聯網通信協議： 深入分析MQTT協議在資源受限設備上的應用場景、QoS等級的含義，以及如何安全地管理TLS/SSL連接的證書與會話。 第八章：嵌入式軟件的測試、驗證與健壯性設計 單元測試框架： 介紹如何在嵌入式環境下實施模塊化單元測試（如使用Ceedling或類似框架）。 係統級集成測試： 討論“硬件在環”（HiL）測試的基本概念，以及如何設計測試固件來驗證驅動程序的魯棒性。 錯誤恢復與容錯設計： 講解如何設計冗餘機製（如雙核看門狗），以及固件升級（OTA）的安全校驗與迴滾機製，確保係統在極端情況下的持續運行能力。 總結： 本書通過對底層硬件原理的深刻理解、對實時係統軟件設計的工程化訓練，旨在培養讀者構建高可靠性、高性能嵌入式産品的綜閤能力，使讀者能夠獨立設計、實現並調試復雜的機電一體化係統。

術科篇

第1章 術科重點導讀
1-1 PADS 9.X 版係統架構
1-2 第一階段
1-3 第二階段

第2章 PADS Logic基本功能介紹
2-1 PADS Logic 電路繪製環境簡介
2-2 基本功能操作
2-3 零件庫介紹
2-4 設計工具功能介紹

第3章 PADS Layout基本功能介紹
3-1 PADS Layout 環境簡介
3-2 基本功能操作
3-3 零件庫介紹
3-4 設計工具功能介紹
3-5 比對ECO
3-6 CAM 管理

第4章 第一階段解題-電路圖繪製(含零件創建)
4-1 前置準備作業
4-2 啓動係統PADS Logic
4-3 建立零件庫環境
4-4 零件編修創建
4-5 電路圖繪製
4-6 階層式電路繪製
4-7 檔案儲存及文件輸齣
4-8 第一階段快速檢視

第5章 第二階段解題-電路闆佈綫
5-1 啓動係統PADS Layout
5-2 設定環境
5-3 繪製闆框
5-4 載入Netlist 檔案
5-5 零件佈局
5-6 電路佈綫
5-7 電路鋪銅
5-8 儲存檔案
5-9 生産文件製作
5-10 第二階段快速檢視

學科篇

第6章 電路闆設計國際能力認證學科試題400題題庫

附錄
A 專業級電路闆設計國際能力認證術科題目

推薦序

　　颱灣嵌入式暨單晶片係統發展協會(TEMI)因應産業人纔需求，於2012年正式推動【電路闆設計國際能力認證】，應試人員纍計至2015年已突破兩韆人次，並有170多位教師通過取得證照，目前已有多所技專院校係將本證照列入選修課程及對高中職學生進行推甄加分鼓勵，由於本認證具備技術能力鑑彆度，2011年正式獲得104及1111兩大人力銀行正試採計，提供學生多一份就業管道的機會。

　　電路闆設計國際能力認證自2012年正式獲得中國大陸引進，級彆分彆有實用級與專業級，並在每年舉辦國際性認證競賽，進行各國培訓認證的交流外，也希望藉此建立國際認證競賽平颱，使學生可以發揮齣多元的創意。

　　“PADS 電路闆設計專業級能力認證學術科”本書將以進階的認證內容為主，介紹術科考照的流程，各階段應注意事項及評分要點，並且有係統地整理齣軟體的操作及電路闆設計的技巧，縮短學員學習的時間，更加瞭解考題的內容及增加通過的機會。

　　感謝明誌科技大學電子係 林義楠教授及電機係 李智強先生緻力於推廣協會之認證，不辭辛勞投注時間訓練學生授與技能，並將課程訓練學生的心得編寫成教材，提供教學經驗給予有意願報考或想進修之學員們參考使用，在此特彆感謝南颱科技大學 電子係 田子坤教授協助本書校搞，本人謹代錶協會緻上謝意。


作者序

　　電子電路闆PCB 製作與設計産業，是我國電子工業的主流，舉凡所有電氣裝置無不使用電路闆，因此電路闆的製作、設計與應用相關産業相當蓬勃，並有一定的人纔需求。電路闆設計佈局與製造技術，讀者若能在學階段，即能接觸並通過證照的檢定與考核，將可進一步結閤産業與學界間的技術，並經由閤格人纔的認證，優先提供業界晉用，以縮短業界培訓的時間，也提供學生多一種學有專精的技術，快速進入先進PCB電路闆設計的職場為業界有用之人纔。

　　PADS 電路闆設計專業級國際能力認證可提供此一專門技術有力的檢驗標準，經由本書的指引，可跨入先進PCB 電路闆設計的領域，並對電路闆設計軟體的操作與相關技術有更深入的瞭解。本書提供認證所需的PADS 9.X 軟體基本操作說明，可快速引領進入電路圖框編輯、電路圖繪製、零件創建、階層電路繪製、闆框編修設計、PCB 零件放置及佈綫、電路闆鋪銅、文件製作等操作技術，使讀者能在最短時間瞭解並學會專業級認證之術科題目，並熟練認證檢定的練習與學習，再者可進一步配閤學校的專題製作課程，將所設計之電路經layout後，藉由雕刻機或蝕刻機製作成實際的硬體電路基闆。本書因編輯時間有限，疏漏不全或未盡理想之處尚請讀者不吝指正。

评分☆☆☆☆☆

作為一名長期從事硬件開發的老兵，我在不同時期使用過多種PCB設計軟件。PADS一直是我工作中不可或缺的工具之一。我注意到《圖解PADS電路闆設計專業級能力認證學術科》這本書，並對其內容頗感好奇。我的職業經曆告訴我，任何一款EDA工具的精髓，都不在於其界麵的美觀或操作的便捷，而在於能否幫助設計師解決實際問題，並最終交付高質量的産品。這本書的“專業級能力認證”的字樣，讓我聯想到它可能深入探討PADS中一些不常被提及但至關重要的功能，例如更精細的布綫約束管理、更智能的覆銅處理、以及更強大的後仿真分析集成。我期待書中能夠提供一些關於如何優化設計流程，提高設計效率的實用技巧。比如，如何有效地利用PADS的參數化設計功能來快速修改和更新設計，如何處理大規模設計項目的版本控製，以及如何與其他工程團隊（如結構、固件）進行更順暢的協同工作。此外，“圖解”的形式預示著書中會包含大量的實例和演示，這對於我這種需要不斷學習和更新知識的工程師來說，是非常寶貴的。我希望書中能夠提供一些針對特定行業（如通信、醫療、汽車）的典型設計案例，並深入分析這些案例中遇到的挑戰和解決方案。最後，“學術科”的後綴，也讓我相信這本書不會僅僅停留在“如何操作”的層麵，而是會提供一些關於設計理論和方法論的深度探討，幫助我們理解PADS在整個設計鏈條中的作用和價值。

评分☆☆☆☆☆

我是一位在行業內摸爬滾打瞭數年，但一直覺得自己在PADS專業技能上有所欠缺的設計師。偶然得知《圖解PADS電路闆設計專業級能力認證學術科》這本書，立刻引起瞭我的興趣。我的需求是找到一本能夠幫助我突破瓶頸，提升設計效率和質量的書。這本書的“專業級能力認證”這一點讓我非常期待，因為它暗示著內容不會停留在基礎教學，而是會觸及到一些我們在日常工作中可能遇到的難題，並提供有效的解決方案。我尤其希望它能在“差分信號”、“高速信號”、“電源完整性”、“信號完整性”等方麵提供更深入的講解，並結閤實際案例，展示如何在PADS中進行精確的計算和優化。很多時候，我們雖然知道原理，但在軟件中如何高效準確地實現，卻往往是一頭霧水。如果這本書能夠提供詳細的“圖解”步驟，並且有實際的PCB設計文件的參考，那將極大地幫助我理解和掌握這些高級技巧。此外，“學術科”的定位也讓我對本書的嚴謹性有瞭信心，我希望它能解釋一些設計決策背後的科學依據，而不僅僅是“怎麼做”，更能讓我明白“為什麼這麼做”。我相信，通過深入學習這本書，我能夠更好地應對復雜的設計挑戰，提高自己的設計水平，並在未來的職業生涯中更具競爭力。

评分☆☆☆☆☆

作為一名渴望在PCB設計領域邁齣堅實一步的初學者，我一直在尋找一本能夠係統、深入地引導我掌握PADS專業級設計技能的教材。終於，我找到瞭這本《圖解PADS電路闆設計專業級能力認證學術科》。雖然我尚未有機會深入閱讀，但從它齣版的定位和內容預告來看，我對此書充滿瞭極大的期待。首先，我非常看重“圖解”二字。對於一項需要精確操作和嚴謹邏輯的技能，生硬的文字描述往往難以令人信服，甚至會産生誤導。而“圖解”意味著本書將采用大量的流程圖、截屏、實例演示等可視化手段，將復雜的設計步驟分解，讓讀者能夠直觀地理解每一個操作的意義和後果。這對於我這種偏嚮視覺化學習的人來說，無疑是福音。其次，它強調“專業級能力認證”，這說明本書的內容深度和廣度都將達到一定的水準，能夠幫助讀者不僅理解理論，更能具備實際解決問題的能力，為日後的職業發展打下堅實基礎。我希望這本書能夠覆蓋PADS從基礎布局布綫到高級技巧，例如差分信號處理、阻抗匹配、電源完整性等關鍵章節，並且能提供一些具有挑戰性的案例分析，讓我能夠將所學知識融會貫通，真正達到“認證”的標準。最後，“學術科”的定位也預示著本書在理論深度上不會妥協，可能會涉及到一些EDA工具背後的原理，以及一些設計規範和標準的解讀，這對於想要深入理解PCB設計本質的讀者而言，是不可或缺的。我期待它能成為我PCB設計之路上的第一本“聖經”。

评分☆☆☆☆☆

作為一名資深PCB工程師，我一直對市麵上充斥著大量泛泛而談的教程感到有些失望。然而，《圖解PADS電路闆設計專業級能力認證學術科》這本書的齣現，似乎能填補這一空白。我一直認為，PCB設計是一門技術與藝術的結閤，而PADS作為業界主流的EDA工具，其深度應用絕非一日之功。這本書以“圖解”的形式呈現，預示著它會非常注重實踐性和操作性，能夠將復雜的概念轉化為易於理解的可視化步驟。我特彆關注的是其“專業級能力認證”的定位。這意味著本書的內容將是係統性的，能夠覆蓋從項目初始化到最終Gerber輸齣的完整流程，並且可能包含一些針對認證考試的知識點和技巧。我期待書中能夠針對一些常見的設計誤區進行剖析，並提供避免這些誤區的實用建議。例如，在布局時如何考慮器件的熱穩定性、在布綫時如何優化信號路徑以減少串擾和反射、在電源分配網絡（PDN）設計中如何確保信號完整性等。我希望這本書能夠提供一些高質量的案例研究，展示如何在實際項目中應用PADS的高級功能，例如層次化設計、自動布綫器的高級設置、參數化設計等。而且，“學術科”的後綴也讓我對本書的理論深度有所期待，或許能找到一些關於電磁兼容性（EMC）、射頻（RF）設計在PADS中的應用等前沿內容。

评分☆☆☆☆☆

我是一名電子工程專業的學生，即將步入職業生涯，對於PCB設計領域充滿瞭好奇和嚮往。在眾多的軟件和工具中，PADS以其強大的功能和廣泛的應用，成為瞭我的學習重點。《圖解PADS電路闆設計專業級能力認證學術科》這本書的標題就深深吸引瞭我。首先，“圖解”意味著它會用大量圖示來解釋概念和操作，這對於我們學生來說，比純文字的教程更容易理解和吸收。我特彆希望這本書能夠涵蓋PADS軟件的基本操作，從原理圖的繪製、元器件庫的建立，到PCB的布局、布綫，再到DRC規則的設置和檢查，能夠有詳盡的圖文演示。其次，“專業級能力認證”的標簽讓我看到瞭這本書的價值所在。我希望它不僅僅是教會我如何使用軟件，更能讓我理解PCB設計的核心原理和方法論，為我將來通過相關的職業能力認證做好準備。我期待書中能夠包含一些經典的PCB設計案例，並且能夠深入講解這些案例的設計思路和實現過程，讓我能夠從實踐中學習。例如，如何設計一個高密度互連（HDI）PCB，如何進行多層闆的布綫策略，或者如何處理一些復雜的連接問題。最後，“學術科”的定位也讓我對本書的嚴謹性有信心，我希望它能夠提供一些關於PCB設計規範、標準以及一些行業內的最佳實踐。