信号完整性分析及测试.pdf

信号完整性分析及测试 讨论议题 信号完整性定义信号完整性定义 高速数字电路的常见问题及现象 串行差分信号完整性(以必威体育精装版的PCI- EXPRESSEXPRESS为例为例)) 信号完整性测试（DSO及探棒的选择等） 为什么要进行信号完整性分析 不断缩小的特征尺寸 信号边缘速率越来越快信号边缘速率越来越快 片内和片外时钟速率越来越高 高速问题更加突出高速问题更加突出 系统和板级系统和板级SISI、、EMCEMC问题更加突出问题更加突出 电路的集成规模越来越大 越来越强的电路功能(SOC) II//OO数越来越多数越来越多 单板互连密度不断加大 物理实现难度加物理实现难度加 大 推向市场的时间不断减少 开发成本成为主要推动力 越来越强的市场竞争 一次性设计成功的挑战一次性设计成功的挑战 设计周期缩 短 信号完整性定义 SISI （（SIGNAL INTEGRITYSIGNAL INTEGRITY），），即信号完整性即信号完整性，，是是 近几年发展起来的新技术。 SI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 败的关键败的关键。 理想状态下的数字信号波形 实际测量的数字信号波形(模 拟量) 1 1 1 Logic Logic 0 0 0 Signal Signal +5 Volt +5 Volt SSupply SSupply Ground Ground SI：新概念，旧方法 SISI应用的是传统的传输线应用的是传统的传输线、电磁学等理论电磁学等理论，以及复杂的以及复杂的 算法，解决以下几个方面的问题： *反射反射；； *串扰串扰；； *过冲、振铃、地弹、多次跨越逻辑电平错误； *阻抗控制和匹配阻抗控制和匹配 *EMC； *热稳定性； *时序分析时序分析 *芯片封装设计芯片封装设计；； 。。。。。。 影响信号完整性的因素 PCB层设置、PCB材料影响传输线特性阻抗等，间接影响信号完整性； 线宽、线长、线间距在高速、高密度PCB设计中对信号完整性影响较大； 温度、工艺等对设计参数的影响，间接影响信号完整性； 器件工作频率、速度、驱动能力、封装参数等对信号质量有一定的影响； 多负载拓扑结构对信号完整性产生较大的影响； 阻抗匹配 、负载； 电源、地分割； 趋肤效应； 回流路径； 连接器； 过孔； 电磁辐射； 。。。。。。 可见，信号完整性设计的考虑因素是多方面的，设计中应把握主要方面，减少 不确定 性，以下是一些常见的信号完整性现象及其产生的原因简析： 常见的信号完整性现象及其产生的原因 电平没有达到逻辑电平门限电平没有达到逻辑电平门限