频率的定义及测试方法-Read.PPT

* Olica * 常见的SI问题 产生SI 问题的地方 典型数字系统环境流程: 硅片驱动?引线接合器?芯片封装?芯片封装焊接点?PCB?另一个系统器件 * Olica * 常见的SI问题 产生SI 问题的地方 源终端，传输过程，接收端。我们最关注的是信号在传输过程中的完整性。 电子工艺的趋向是不断加快芯片运行的速度以及不断提高芯片的集成度从而将芯片的性能推向极限。目前个人电脑中的最快时钟频率已经达到GHz的范围，它的上升时间已经小于200ps，目前看来数字信号的最快频率可以达到10GHz。随着制造工艺的不断发展，逻辑门的长度从20世纪60年代的50us发展到21世纪初的0.18us，目前的流行工艺是0.13us，成熟工艺可以做到0.09us和65ns。 * Olica * 常见的SI问题 产生SI 问题的地方 芯片的时钟频率几乎每过18个月就翻一翻；逻辑门的固有延迟已经减小到几十个ps，但是封装设计技术还非常落后，就当前的工艺来说，封装上的连接延迟直接支配着系统时序余度也成为高频系统设计领域的瓶颈。所以目前我们公认的说法是：封装的性能成为整个系统性能的最主要制约因素之一。 ? * Olica * SI简介 信号产生基本原理 信号质量测试方法 信号时序测试方法 示波器基础知识 常见的SI问题 SI分析 信号完整性分析实例 * Olica * SI分析 在设计流程中的SI分析 a.经过SI分析与认证的电子产品可提高其 稳定性,可靠性和兼容性; b.在布线布局阶段没有经过SI分析指导的 原形将无法出台; c.在布局完成后没有经过SI认证的电子产 品在市场上可能没有竞争力. * Olica * SI分析 * Olica * SI分析 布线布局前期分析 a.根据系统的需求进行比较分析 b.I/O的工艺选择 c.如何分布时钟 d.芯片封装类型的选择 e.器件类型 * Olica * SI分析 布线布局前期分析(续) f.PCB叠层结构 g.pin的分配 h.网络的拓扑结构 I.终端匹配策略 j.兼顾EMC/EMI,如何合理布局 * Olica * SI分析 布线布局后期分析 a.根据SI设计指导方针验证模块设计的合理性; b.反射检查; c.振铃检查; d.串扰检查; e.对地反弹检查. * Olica * SI分析 电子产品设计过程中SI工程师的重要性 a.过去电子设计工程师同时担任布线布局工程师的角色,不存在信号工程师; b.合理的电子设计团队: * Olica * SI简介 信号产生基本原理 信号质量测试方法 信号时序测试方法 示波器基础知识 常见的SI问题 SI分析 信号完整性分析实例 * Olica * 信号完整性分析实例 反射原理 反射的计算 反射的消除 串扰产生的原理 如何消除串扰 * Olica * 信号完整性分析实例 反射原理 信号源产生带有能量的信号,信号又通过有一定阻抗Z0的传输线传到负载,尽管传输线在传送信号的过程中被看作电阻,但它并不消耗能量,信号的能量只能通过负载的阻抗吸收.从信号源到负载的最大能量传输要求负载阻抗等于源阻抗,如果两者不匹配,从源出来的信号能量部分被负载阻抗吸收,剩下的部分将反射回源阻抗,信号源就只好做出相应的变化去补偿输出.因此,负载端的信号波形就可以看作反射波与信号源输出的叠加. * Olica * 信号完整性分析实例 反射原理 反射波的大小又取决于线阻抗与负载阻抗的失配情况以及信号源的跳变时间(transition time)与传输延迟时间(propagation delay)的比率TR/TPD.阻抗的失配情况可以通过反射系数来衡量,TR与TPD的关系有如下几中情况: a. 如果跳变时间TR远大于传输延迟时间TPD,当信号反射回信号源时,信号源的输出只改变了一点点,所以反射对信号就只引起小小的扰动,在负载端表现为小小的过冲. b.如果传输延迟时间足够大,以至于当反射信号反射回信号源时,信号源的输出已经改变了许多,这时信号源就必须作出较大的变化去补偿输出.对这个大的补偿输出负载又会反射新的变化,如此往返,就会产生振铃(ringing)现象. * Olica * 信号完整性分析实例 反射的计算 当信号线的长度足够长时才被视为传输线,传输线的反射信号的大小取决于传输线阻抗Z0与负载阻抗ZL的差别.反射信号与原信号的比值称为反射系数Kr,它们之间的关系公式为: Kr=(ZL-Z0)/(ZL+Z0) 从上面的公式可以看出: a.当传输