1、硬件测试部 韩海磊2009.5.24客户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长信号完整性基础价值观:客户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长行为准则:尊重 简单 重用 检查 并行 勇气 反馈 认真 责任不断缩小的特征尺寸为什么要进行信号完整性分析?l 信号边缘速率越来越快l 片内和片外时钟速率越来越高l 系统和板级 SI、 EMC问题更加突出越来越强的电路功能l 电路的集成规模越来越大l I/O数越来越多l 单板互连密度不断加大越来越强的市场竞争l 推向市场的时间不断减少l 开发成本成为主要推动力l 越来越强的市场竞争一次性设计成功的挑战价值观:客
2、户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长行为准则:尊重 简单 重用 检查 并行 勇气 反馈 认真 责任Signal Integrity定义信号完整性( Signal Integrity):就是指电路系统中信号的质量,如果在要求的时间内,信号能不失真地从源端传送到接收端,我们就称该信号是完整的。价值观:客户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长行为准则:尊重 简单 重用 检查 并行 勇气 反馈 认真 责任信号完整性它包含两方面的内容,一是独立信号的质量,另一个是时序。我们在电子设计的过程中不得不考虑两个问题:信号有没有按时到达目的地?信号达到目的地后它
3、的质量如何?我们做信号完整性分析的目的就是确认高频数字传输的可靠性。价值观:客户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长行为准则:尊重 简单 重用 检查 并行 勇气 反馈 认真 责任在数字系统中,信号以逻辑 0或者 1的方式从一个器件传输到另外一个器件,信号到底是 0还是 1一般来说它们都是有一个参考电平的。在接收端的输入门里面,如果信号的电压超过高电平参考电压 Vih,则该信号被识别为高逻辑;如果信号的电压低于低电平的参考电压 Vil,则该信号就被识别为低逻辑。我们下面这个图就是一个理想的信号价值观:客户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长行为准则
4、:尊重 简单 重用 检查 并行 勇气 反馈 认真 责任信号完整性的一些概念1.传输线( Transmission Line):由两个具有一定长度的导体组成回路的连接线,我们称之为传输线,有时也被称为延迟线。传输线一共有四种 :微波线 ,带状线 ,差分线和放射状传输线价值观:客户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长行为准则:尊重 简单 重用 检查 并行 勇气 反馈 认真 责任2.集总电路( Lumped circuit):在一般的电路分析中,电路的所有参数,如阻抗、容抗、感抗都集中于空间的各个点上,各个元件上,各点之间的信号是瞬间传递的,这种理想化的电路模型称为集总电路。
5、3.分布式系统 (Distributed System):实际的电路情况是各种参数分布于电路所在空间的各处,当这种分散性造成的信号延迟时间与信号本身的变化时间相比已不能忽略的时侯,整个信号通道是带有电阻、电容、电感的复杂网络,这就是一个典型的分布参数系统 4.特征阻抗( Characteristic Impedance):交流信号在传输线上传播中的每一步遇到不变的瞬间阻抗就被称为特征阻抗,也称为浪涌阻抗,记为 Z0。可以通过传输线上输入电压对输入电流的比率值 (V/I)来表示 价值观:客户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长行为准则:尊重 简单 重用 检查 并行 勇气
6、反馈 认真 责任5.趋肤效应( Skin effect):指当信号频率提高时,流动电荷会渐渐向传输线的边缘靠近,甚至中间将没有电流通过。与此类似的还有集束效应,现象是电流密集区域集中在导体的内侧 6.反射( Reflection):指由于阻抗不匹配而造成的信号能量的不完全吸收,发射的程度可以有反射系数 表示 。价值观:客户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长行为准则:尊重 简单 重用 检查 并行 勇气 反馈 认真 责任7.过冲 /下冲( Over shoot/under shoot):过冲就是指接收信号的第一个峰值或谷值超过设定电压 对于上升沿是指第一个峰值超过最高电压;对于下降沿是指第一个谷值超过最低电压,而下冲就是指第二个谷值或峰值 8.振荡:在一个时钟周期中 ,反复的出现过冲和下冲 ,我们就称之为振荡 9.串扰:串扰是指当信号在传输线上传播时,因电磁耦合对相邻的传输线产生的不期望的电压噪声干扰,这种干扰是由于传输线之间的互感和互容引起的。 价值观:客户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长行为准则:尊重 简单 重用 检查 并行 勇气 反馈 认真 责任10.地弹( Ground Bounce):指由于封装电感而引起地平面的波动,造成芯片地和系统地不一致的现象 。主要的信号完整性问题包括反射、振荡、地弹、串扰等