AltiumDesigner信号完整性分析原理和功能.PDF

电子线路板极仿真实现 何宾 2015.07 主要学习内容 Altium Designer信号完整性分析原理和功能 设计实例信号完整性分析 Copyright © 2009 Altium Limited 2 Altium Desginer信号完整性分析原理和功能  在高速数字系统中，由于脉冲上升/下降时间通常在十几~几百皮 秒，一旦脉冲受到内连、传输时延和电源噪声等因素的影响，则 会造成脉冲信号失真的现象。  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。 Copyright © 2009 Altium Limited 3 Altium Desginer信号完整性分析原理和功能  在电子系统向高密度和高速电路设计方向发展的今天，解决信号 完整性问题，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。 信号完整性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。 Copyright © 2009 Altium Limited 4 Altium Desginer信号完整性分析原理和功能  通常由传输线阻抗不匹配所产生。而影响阻抗匹配的因素包括:  信号源的结构、输出阻抗、走线特性阻抗、负载端特性、走线的拓朴架构 等  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：  信号反射、信号振铃、地弹、串扰等。 Copyright © 2009 Altium Limited 5 Altium Designer信号完整性分析原理和功能 --信号的完整性分析原理  在Altium Designer设计环境下，设计者既可以在原理图又可以 在PCB编辑器内实现信号完整性分析。  能以波形的方式在图形界面下给出反射和串扰的分析结果。  Altium Designer的信号完整性分析采用IC器件的IBIS模型，通过对版 图内信号线路的阻抗计算，得到信号响应和失真等仿真数据。 Copyright © 2009 Altium Limited 6 Altium Designer信号完整性分析原理和功能 --信号的完整性分析原理  Altium Designer仿真参数通过一个简单直观的对话框进行配置通 过使用集成的波形观察仪，实现图形显示仿真结果。  此外，还可以直接在标注坐标的波形上进行测量，输出结果数据 还可供进一步分析之用。  Altium Designer提供的集成器件库包含了大量的的器件IBIS模 型设计者可以添加器件的IBIS模型，  Altium Designer的SI功能包含了下面的阶段：  布线前，即：原理图设计阶段  布线后，即：PCB版图设计阶段。 Copyright © 2009 Altium Limited 7 Altium Designer信号完整性分析原理和功能 --信号的完整性分析原理  通过采用成熟的传输线计算方法，及I/O缓冲宏模型进行仿真。  基于快速反射和串扰模型，信号完整性分析器使用完全可靠的算法，从而 能够产生出准确的仿真结果。  布线前的阻抗特征计算和信号反射的信号完整性分析，设计者可 以在原理图环境下运行SI仿真功能，对电路潜在的信号完整性问 题进行分析，  比如：阻抗不匹配等因素。 Copyright © 2009 Altium Limited 8 Altium Designer信号完整性分析原理和功能 --信号的完整性分析原理  在布线后PCB版图上，完成更全面的信号完整性分析。  它不仅能对传输线阻抗、信号反射和信号间串扰等多种设计中存在的信 号完整性问题以图形的方式进行分析，而且还能利用规则检查发现信号 完整性问题。  同时，Altium Designer还提供一些有效的终端选项，来帮助设计者选 择