(施永荣)信号完整性分析读书报告1-2(2)
发布时间:2021-06-08
发布时间:2021-06-08
SI PI入门自己学习的笔记
理解芯片封装、电路板、接插件等无源互连元素对系统性能的影响。
关注模型的两个特征:精度如何、带宽如何。分析完测量。
三类测量仪器:阻抗分析仪、矢量网络分析仪(VNA)、时域反射仪(TDR)。
高速数字系统互连设计的难点是什么,需要克服哪些技术障碍才能在高频时正常工作。
第1章 信号完整性分析概论
1.1信号完整性的含义
广义上讲:信号完整性指的是在高速产品中由互连线引起的所有问题。它主要研究互连线与数字信号的电压电流波形相互作用时其电气特性参数如何影响产品性能。
所有这些问题分为以下三种影响和后果:时序、噪声、电磁干扰EMI。
所有与信号完整性噪声问题有关的效应都与四类特定噪声源中一个有关:
(1) 单一网络的信号完整性
(2) 两个或者多个网络间的串扰
(3) 电源\地分配中的“轨道塌陷”阻抗下降
(4) 来自整个系统的电磁干扰和辐射
1.2单一网络的信号质量
当信号沿网络传播时,它不断感受到互连线引起的瞬态阻抗变化。如果信号感受到的阻抗保持不变,则信号就保持不失真。然而一旦阻抗发生变化,信号就会在变化处产生反射,并通过互连线剩余部分时发生失真。如果阻抗变化程度足够大,失真就会导致错误的触发。
任何改变横截面或网络几何形状的特征都会改变信号所感受到的阻抗。使信号所感受到的阻抗发生改变的情况有以下几种:
(1) 线宽变化
(2) 层转换
(3) 返回路径平面的间隙
(4) 接插件
(5) 分支线、T型线或桩线
(6) 网络末端
这些突变是由横截面、布线拓扑结构或附加元件产生的。在关键地方放置电阻来控制反射。 任何突变对信号的影响与信号的上升边有关。
1.3串扰
GigaTest Labs探针台
Agilent DCA86100插入式时域反射仪(TDR)。
返回平面为均匀平面时是实现最低串扰的结构
SSN等这类噪声是由耦合电感即所谓的互感产生的。解决办法就是谨慎地设计路径的几何结构,使得耦合电感即互感最小。
对于特性阻抗相同的导线,使用介电常数小的材料将会减少串扰。