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高速数字设计和信号完整性--电源分布系统设计,高速數字設計和信號完整性--電源分佈系統設計……

ML_高速電子線路的信號完整性設計I高速電子線路的信號完整性設計（一）北京理工大學電子工程系於波1、引言當今電子技術的發展日新月異，大規模超大型積體電路越來越多地應用到通用系統中。同時，深亞微米工藝在IC設計中的使用，使得晶片的集成規模更大。從電子行業的發展來看，1992年只有40%的電子系統工作在30MHz以上的頻率，而且器件多數使用DIP、PLCC等體積大、管腳少的封裝形式，到1994年已有50%的設計達到了50MHz的頻率，採用PGA，QFP，RGA等封裝的器件越來越多。1996年之後，高速設計在整個電子設計領域所占的比例越來越大，100MHz以上的系統已隨處可見，BareDie，BGA，MCM這些體積小、管腳數已達數百甚至上千的封裝形式也已越來越多地應用到各類高速超高速電子系統中。圖1所示爲自80年代末IC封裝的發展。由上圖可見，IC晶片的發展從封裝形式來看，是晶片體積越來越小、引腳數越來越多。同時，由於近年來IC工藝的發展，使得其速度越來越高。由此可見，在當今快速發展的電子設計領域，由IC晶片構成的電子系統是朝著大規模、小體積、高速度的方向飛速發展的，而且發展速度越來越快。這樣就帶來了一個問題，即電子設計的體積減小導致電路的佈局佈線密度變大，而同時信號的頻率還在提高，從而使得如何處理高速信號問題成爲一個設計能否成功的關鍵因素。隨著電子系統中邏輯和系統時鐘頻率的迅速提高和信號邊沿不斷變陡，印刷電路板的線迹互連和板層特性對系統電氣性能的影響也越發重要。對於低頻設計,線迹互連和板層的影響可以不考慮，當頻率超過50MHz時，互連關係必須以傳輸線考慮，而在評定系統性能時也必須考慮印刷電路板板……

高速数字设计和型号完整性—传输线理论,高速数字设计和信号完整性——传输线理论……

高速电路设计中信号完整性分析,高速电路设计中信号完整性分析……

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高速通信系统中信号完整性设计工具的选择策略行业观察■深圳桂海科技开发有限公司王霞高速通信系统中信号完整性设计工具的选择策略随着通信系统中高速板设计复杂性的日益提高，人们已经认识到依赖某的问题；Ｈｓｐｉｃｅ是实现更精确分析的工具；Ｓｐｉｃｅｌｉｎｋ和ＨＦＳＳ提供２Ｄ和３Ｄ场解决方案，对各种互连几何形状进行分析（通孔、连接器等），特别是需要在做高频分析的时候。利用上述工具可以指导ＳＩ和ＥＭＩ设计工程师，通过ＳｐｅｃｃｔｒａＱｕｅｓｔ工具给出板的分层设计规则和损耗预测，用Ｈｓｐｉｃｅ工具验证器件模型，并对去耦电容的选择和布局进行电源和地平面分析，用Ｍａｘｗｅｌｌ２Ｄ和３Ｄ场求解工具获得特殊布线／元件结构的精确几何参数。肤效应、介质损耗、耦合、驱动器预加重等等。ＳｐｅｃｃｔｒａＱｕｅｓｔ工具可以仿真和解决下列问题：ａ．采用ＳｉｇｎａｌＥｘｐｌｏｒｅｒ工具进行预布局分析并提取重要节点。随着电路板的日益复杂化，预布局分析和设计规则设置变得越来越重要。采用ＳｐｅｃｃｔｒａＱｕｅｓｔ进行电路图提取工具，ＳｉｇｎａｌＥｘｐｌｏｒｅｒ能够根据电路参数变化进行预布局分析，并能够将重要的网络节点提取到电路浏览器当中，从而对布线和版图后期设计进行检查。跟许多其它的电路级仿真工具一样，ＳｐｅｃｃｔｒａＱｕｅｓｔ一种特定的ＣＡＤ工具已经无法在可接受的精度范围内完成整个设计仿真。为了完成困难的设计任务，ＰＣＢ设计工程师和ＳＩ设计工程师要采用各种仿真工具。除了价格、性能、速度和精度始终是选择所期望的工具集的主要选择准则之外，如何使用来自多家ＥＤＡ工具供应商的ＣＡＤ工具来实现设计目标、ＳＩ和ＥＭＩ设计规则，也是中国设计工程师关……

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PCB高速电路板信号完整性High-SpeedCircuitBoardSignalIntegrityForalistingofrecenttitlesintheArtechHouseMicrowaveLibrary,turntothebackofthisbook.High-SpeedCircuitBoardSignalIntegrityStephenC.ThieraufArtechHouse,Inc.BostonLondonwww.artechhouse.comLibraryofCongressCataloguing-in-PublicationDataAcatalogrecordforthisbookisavailablefromtheU.S.LibraryofCongress.BritishLibraryCataloguinginPublicationDataAcatalogrecordforthisbookisavailablefromtheBritishLibrary.CoverdesignbyIgorValdman2004ARTECHHOUSE,INC.685CantonStreetNorwood,MA02062Allrightsreserved.PrintedandboundintheUnitedStatesofAmerica.Nopartofthisbookmaybereproducedorutilizedinanyformorbyanymeans,electronicormechanical,includingp……

全面介绍全面介绍AltiumDesignerAltiumDesigner的信号完整性分析功能的信号完整性分析功能V1信号完整性分析全面介绍AltiumDesigner的信号完整性分析功能V1.01信号完整性概述2信号完整性简介现象一在高速数字系统中，由于脉冲上升/下降时间通常在10到几百p秒，当受到诸如内连、传输时延和电源噪声等因素的影响，从而造成脉冲信号失真的现象；现象二在自然界中，存在着各种各样频率的微波和电磁干扰源，可能由于很小的差异导致高速系统设计的失败；现象三………….如何解决？在电子产品向高密和高速电路设计方向发展的今天，解决一系列信号完整性的问题，成为当前每一个电子设计者所必须面对的问题。业界通常会采用在PCB制板前期，通过信号完整性分析工具尽可能将设计风险降到最低，从而也大大促进了EDA设计工具的发展……3信号完整性简介信号完整性（SignalIntegrity，简称SI）问题是指高速数字电路中，脉冲形状畸变而引发的信号失真问题，通常由传输线不阻抗匹配产生的问题。而影响阻抗匹配的因素包括信号源的架构、输出阻抗(outputimpedance)、走线的特性阻抗、负载端的特性、走线的拓朴(topology)架构等。解决的方式可以采用端接(termination)与调整走线拓朴的策略。常用的端接方式比较：端接类型串接方式并接方式Thevenin方式二极管方式RC方式相对成本低低中高中信号时延功率耗费临界参数显著很小很小很小很小低高高低中Rs=Z0=R0R=Z0R=2*Z0无R=Z0,C=20~600pF特性良好的DC噪声功耗太大大功率CMOS极限过冲，振铃带宽阻碍4信号完整性简介信号完整性问题通常不是由某个单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同作用的结果。信号完整性问题主要表现形式包括信号……

在FPGA应用中优化信号完整性,在FPGA应用中优化信号完整性……

Cadence时序计算及信号完整性问题培训文档,时序裕量及信号完整性……

高速数字设计和信号完整性分析高速数字设计和信号完整性分析――电源分布系统设计电源分布系统设计nnnnnnn基本概念设计目标一般设计规则多层板叠层结构电流回路去耦电容及其应用噪声抑制基本概念n电源分布系统PowerDistributionSystem（PDS）nnn当电源、地层之间存在足够的去耦电容后，其交流阻抗极小，交流信号可以在任何一层上传输。换言之，对于交流信号而言，电源、地层是没有区别的，可以统称为平面（Plane）平面（Plane）为电流回路提供最低阻抗回路PDS阻抗ZPDS电源电压×允许电压波动的比率（百分数）÷100=需要的电流设计目标nn为数字信号提供稳定的电压参考为逻辑电路正常工作提供电源为数字信号提供稳定的电压参考nnn为逻辑电路提供低阻抗的接地连接为逻辑电路提供低阻抗的电源连接为电源和地提供低交流阻抗的通路I公共通路阻抗VN+为数字电路正常工作提供电源n公共通路阻抗将产生电源和地电位差nnnXPSW=ESR+2πf×ESLESR――电源分布系统寄生电阻。低频或直流情况下，是造成电源电位差的主要原因。ESL――电源分布系统寄生电感。高频情况下，交变电流将在寄生电感上产生电源电位差，其幅度远大于寄生电阻的影响。电源分布系统寄生电感n两条平行的电源和地圆导线LPDSHD=10.16×X×ln(2H)DnHＸ―电源分布线长度，inH―电源分布线平均间距，inD―电源分布线直径，inn多层平行堆叠的扁平带状的电源和地线LPDS=31.9×X×HW(N1)nHWH……

计算机系统信号完整性测试分析技术（总体概述）计算机系统信号完整性测试分析技术TektronixEVDC:孙灯亮deng.liang.sun@tektronix.comTEL:13311666265目录数字电路中的信号完整性设计挑战数字电路中的信号完整性测试挑战泰克（Tektronix）信号完整性测试分析仪器、探头和软件简介计算机硬件开发流程简介和信号完整性测试分析的嵌入计算机硬件架构简介和信号完整性测试内容分析计算机系统典型的测试专题介绍现代电子设计的挑战不断缩小的特征尺寸高速问题更加突出信号边缘速率越来越快片内和片外时钟速率越来越高系统和板级ＳＩ、ＥＭＣ问题更加突出电路的集成规模越来越大Ｉ／Ｏ数越来越多单板互连密度不断加大推向市场的时间不断减少开发成本成为主要推动力一次性设计成功的挑战越来越强的电路功能(SOC)物理实现难度加大越来越强的市场竞争设计周期缩短SignalIntegrity信号完整性定义4SI（SIGNALINTEGRITY），即信号完整性，是近几年发展起来的新技术。4SI解决的是信号传输过程中的质量问题，尤其是在高速领域，数字信号的传输不能只考虑逻辑上的实现，物理实现中数字器件开关行为的模拟效果往往成为设计成败的关键。Text-BookViewofDigitalSignalsLogicSignal+5VoltSupplyGround101010RealViewofDigitalSignals(analog)LogicSignal+5VoltSupplyGroundSI：新概念，旧方法SI应用的是传统的传输线、电磁学等理论，以及复杂的算法，解决以下几个方面的问题：*反射；*串扰；*过冲、振铃、……

100条估计信号完整性效应的经验法则100条估计信号完整性效应的经验法则当快速地得到粗略地结果比以后得到精确的结果更重要时，我们就使用经验法则。经验法则只是一种大概的近似估算，它的设计的目的是以最小的工作量，以直觉为基础找到一个快速的答案。经验法则是估算的出发点，它可以帮我们区分5或50，而且它能帮助我们在设计的早期阶段就对设计有较好的整体规划，在速度和精度的权衡之间，经验法则倾向与速度，它并不是很准确。当然，不可以盲目地使用经验法则，它必须基于对基本原理的深刻了解和良好的工程判断能力。当精确度很重要时，就必须使用验证过的数值仿真工具。B.1第2章1.信号的上升时间约是时钟周期的10％，即1/10*1/Fclock。例如100MHz时钟的上升时间大约是1ns。2.理想方波的n次谐波的振幅约是时钟电压幅值的2/（nπ）倍。例如，1V时钟信号的第1次谐波幅度约为0.6V，第3次谐波约为0.2V.3.信号带宽和上升时间的关系为：BW=0.35/RT。例如，如果上升时间是1ns，则带宽是350MHz。如果互连线的带宽是3GHz，则它可传输的最短上升时间约为0.1ns。4.如果不知道上升时间，可以认为信号带宽约是时钟频率的5倍。例如，时钟频率是1GHz，则信号带宽约是5GHz。B.2第3章5LC电路的谐振频率是5GHz/sqrt（LC），L的单位为nH，C的单位为pF。例如：封装引线和它的返回路径的回路自感是7nH，它的电容约为1pF，其振铃的频率约是2GHz。B.3第4章6在400MHz内，轴向引脚电阻可以看做理想电阻；在2GHz内，SMT0603电阻可看做理想电阻。7轴向引脚电阻的ESL（引线电感）约是8nH，SMT电阻的ESL约是1.5nH。8直径为1m……

信号的完整性信号完整性分析介绍Protel2004FPGA设计和板级设计完全集成的平台11内容信号完整性简介Protel所提供的信号完整性分析使用Protel进行信号完整性分析总结22信号完整性简介信号完整性（SignalIntegrity，简称SI）是指在信号线上的信号质量。差的信号完整性不是由某一单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同引起的。主要的信号完整性问题包括反射、振铃、地弹、串扰等。源端与负载端阻抗不匹配会引起线上反射，负载将一部分电压反射回源端。如果负载阻抗小于源阻抗，反射电压为负，反之，如果负载阻抗大于源阻抗，反射电压为正。布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面的不连续等因素的变化均会导致此类反射。信号的振铃（ringing）和环绕振荡（rounding）由线上过度的电感和电容引起，振铃属于欠阻尼状态而环绕振荡属于过阻尼状态。信号完整性问题通常发生在周期信号中，如时钟等，振铃和环绕振荡同反射一样也是由多种因素引起的，振铃可以通过适当的端接予以减小，但是不可能完全消除。33信号完整性简介在电路中有大的电流涌动时会引起地弹，如大量芯片的输出同时开启时，将有一个较大的瞬态电流在芯片与板的电源平面流过，芯片封装与电源平面的电感和电阻会引发电源噪声，这样会在真正的地平面（0V）上产生电压的波动和变化，这个噪声会影响其它元器件的动作。负载电容的增大、负载电阻的减小、地电感的增大、同时开关器件数目的增加均会导致地弹的增大。振铃和地弹都属于信号完整性问题中单信号线的现象（伴有地平面回路），串扰则是由同一PCB板上的两条信号线与地平面引起的，故也称为三线系统。串扰是两条信号线之间的耦合，信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。容性耦合引发耦合电流，而……

高速数字设计和信号完整性--数字电路工作原理,高速数字设计和信号完整性--数字电路工作原理……