電氣性能測(cè)試信號(hào)完整性分析

信號(hào)完整性的設(shè)計(jì)方法（步驟）

掌握信號(hào)完整性問(wèn)題的相關(guān)知識(shí)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段采用規(guī)避信號(hào)完整性風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)計(jì)方案，搭建穩(wěn)健的系統(tǒng)框架；對(duì)目標(biāo)電路板上的信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)，識(shí)別潛在的SI風(fēng)險(xiǎn)，確定SI設(shè)計(jì)的總體原則；在原理圖階段，按照一定的方法對(duì)部分問(wèn)題提前進(jìn)行SI設(shè)計(jì)；PCB布線(xiàn)階段使用仿真工具量化信號(hào)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，制定詳細(xì)SI設(shè)計(jì)規(guī)則；PCB布線(xiàn)結(jié)束后使用仿真工具驗(yàn)證信號(hào)電源等網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，并適當(dāng)修改。

設(shè)計(jì)難點(diǎn)信號(hào)

質(zhì)量的各項(xiàng)特征：幅度、噪聲、邊沿、延時(shí)等。SI設(shè)計(jì)的任務(wù)就是識(shí)別影響這些特征的因素。難點(diǎn)1：影響信號(hào)質(zhì)量的因素非常多，這些因素有時(shí)相互依賴(lài)、相互影響、交叉在一起，抑制了某一因素可能會(huì)導(dǎo)致其他方面因素的惡化，所有需要對(duì)各因素反復(fù)權(quán)衡，做出系統(tǒng)化的綜合考慮；難點(diǎn)2：有些影響信號(hào)傳輸?shù)囊蛩厥强煽氐?，而有些是不可控的?高速信號(hào)完整性解決方法；電氣性能測(cè)試信號(hào)完整性分析

什么是信號(hào)完整性

信號(hào)完整性(Signal Integrity)可以泛指信號(hào)電壓、電流在互連結(jié)構(gòu)傳輸過(guò)程中的信號(hào)質(zhì) 量問(wèn)題，包括噪聲、干擾及由其造成的時(shí)序影響等。

什么時(shí)候需要考慮信號(hào)完整性問(wèn)題呢？

一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的電路學(xué)理論適用于信號(hào)互連的電路尺寸遠(yuǎn)小于傳輸信號(hào)中設(shè)計(jì)者所關(guān) 心的比較高頻率所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的電路結(jié)構(gòu)分析。此時(shí)，信號(hào)的互連等效于一階電路元件，被稱(chēng)為 集總元件(Lumped Elements):反之，當(dāng)信號(hào)互連的電路尺寸接近傳輸信號(hào)中設(shè)計(jì)者所關(guān)心 的比較高頻率所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)時(shí)，由于互連路徑上不同位置的電壓或電流的大小與相位均可能不 同，信號(hào)的互連等效于多階電路元件，因而被稱(chēng)為分布式元件(Distributed Elements)。在數(shù) 字世界中，邊沿速率幾乎完全決定了信號(hào)中的比較大的頻率成分，通常從工程經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為當(dāng)信號(hào) 邊沿時(shí)間小于4?6倍的互連傳輸時(shí)延時(shí)，信號(hào)互連路徑會(huì)被當(dāng)作分布參數(shù)模型處理，并需要 考慮信號(hào)完整性的行為。

實(shí)世界里的數(shù)字信號(hào)并不只是0或1的表現(xiàn)，一定會(huì)存在從0到1或從1到0的跳變 過(guò)程。 PCI-E測(cè)試信號(hào)完整性分析產(chǎn)品介紹信號(hào)完整性分析建模。

高速電路信號(hào)完整性問(wèn)題

信號(hào)完整性要求就是信號(hào)從發(fā)送端到互連傳輸過(guò)程中以正確的時(shí)序、幅度及相位到達(dá)接受端，并且接受端能正常的工作，或者可以說(shuō)信號(hào)在互連傳輸中能很好的保持時(shí)域和頻域的特性。通常還有以下兩種定義：

1.當(dāng)信號(hào)的邊沿時(shí)間小于4-6倍的互連傳輸時(shí)延，需要考慮信號(hào)的完整性問(wèn)題。

2.當(dāng)線(xiàn)傳播時(shí)延大于驅(qū)動(dòng)端的上升沿或下降沿將會(huì)引起傳輸?shù)姆穷A(yù)期的結(jié)果。

3.簡(jiǎn)單說(shuō)下時(shí)域和頻域的關(guān)系，時(shí)域:是真實(shí)世界的，指的是時(shí)間域，自變量是時(shí)間。頻域:是用于分析時(shí)域的一種方法，指的是頻率域，自變量是頻率。

信號(hào)完整性 常用的三種測(cè)試方法

信號(hào)完整性測(cè)試的手段有很多，主要的一些手段有波形測(cè)試、眼圖測(cè)試、抖動(dòng)測(cè)試等,目前應(yīng)用比較的信號(hào)完整性測(cè)試手段應(yīng)該是波形測(cè)試,即——使用示波器測(cè)試波形幅度、邊沿和毛刺等,通過(guò)測(cè)試波形的參數(shù),可以看出幅度、邊沿時(shí)間等是否滿(mǎn)足器件接口電平的要求,有沒(méi)有存在信號(hào)毛刺等。

信號(hào)完整性的測(cè)試手段主要可以分為三大類(lèi)，下面對(duì)這些手段進(jìn)行一些說(shuō)明。

抖動(dòng)測(cè)試

抖動(dòng)測(cè)試現(xiàn)在越來(lái)越受到重視，因?yàn)榈亩秳?dòng)測(cè)試儀器，比如TIA(時(shí)間間隔分析儀)、SIA3000，價(jià)格非常昂貴，使用得比較少。使用得*多是示波器加上軟件處理，如TEK的TDSJIT3軟件。通過(guò)軟件處理，分離出各個(gè)分量，比如RJ和DJ，以及DJ中的各個(gè)分量。對(duì)于這種測(cè)試，選擇的示波器，長(zhǎng)存儲(chǔ)和高速采樣是必要條件，比如2M以上的存儲(chǔ)器，20GSa/s的采樣速率。不過(guò)目前抖動(dòng)測(cè)試，各個(gè)公司的解決方案得到結(jié)果還有相當(dāng)差異，還沒(méi)有哪個(gè)是或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 克勞德高速數(shù)字信號(hào)的測(cè)試,主要目的是對(duì)其進(jìn)行信號(hào)完整性分析；

   信號(hào)完整性是對(duì)于電子信號(hào)質(zhì)量的一系列度量標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)字電路中，一串二進(jìn)制的信號(hào)流是通過(guò)電壓（或電流）的波形來(lái)表示。然而，自然界的信號(hào)實(shí)際上都是模擬的，而非數(shù)字的，所有的信號(hào)都受噪音、扭曲和損失影響。在短距離、低比特率的情況里，一個(gè)簡(jiǎn)單的導(dǎo)體可以忠實(shí)地傳輸信號(hào)。而長(zhǎng)距離、高比特率的信號(hào)如果通過(guò)幾種不同的導(dǎo)體，多種效應(yīng)可以降低信號(hào)的可信度，這樣系統(tǒng)或設(shè)備不能正常工作。信號(hào)完整性工程是分析和緩解上述負(fù)面效應(yīng)的一項(xiàng)任務(wù)，在所有水平的電子封裝和組裝，例如集成電路的內(nèi)部連接、集成電路封裝、印制電路板等工藝過(guò)程中，都是一項(xiàng)十分重要的活動(dòng)。信號(hào)完整性考慮的問(wèn)題主要有振鈴（ringing）、串?dāng)_（crosstalk）、接地反彈、扭曲(skew)、信號(hào)損失和電源供應(yīng)中的噪音?；诙嘈盘?hào)測(cè)試性設(shè)計(jì)分析；電氣性能測(cè)試信號(hào)完整性分析

高速電路信號(hào)完整性分析；電氣性能測(cè)試信號(hào)完整性分析

信號(hào)完整性--系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法及案例分析

信號(hào)完整性是內(nèi)嵌于PCB設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)必備內(nèi)容，無(wú)論高速板還是低速板或多或少都會(huì)涉及信號(hào)完整性問(wèn)題。仿真或者guideline的確可以解決部分問(wèn)題，但無(wú)法覆蓋全部風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，對(duì)高危風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)失去控制經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗，保證設(shè)計(jì)成功需要系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)方法。許多工程師對(duì)信號(hào)完整性知識(shí)有所了解，但干活時(shí)卻無(wú)處著手。把信號(hào)完整性設(shè)計(jì)落到實(shí)處，也需要清晰的思路和一套可操作的方法。系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法是于爭(zhēng)博士多年工程設(shè)計(jì)中摸索總結(jié)出來(lái)的一套穩(wěn)健高效的方法，讓設(shè)計(jì)有章可循，快速提升工程師的設(shè)計(jì)能力。

信號(hào)完整性（SI）和電源完整性（PI）知識(shí)體系中重要的知識(shí)點(diǎn)，以及經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗的隱藏的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。圍繞這些知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)一個(gè)個(gè)案例逐步展開(kāi)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法的理念、思路和具體操作方法。通過(guò)一個(gè)完整的案例展示對(duì)整個(gè)單板進(jìn)行系統(tǒng)化信號(hào)完整性設(shè)計(jì)的執(zhí)行步驟和操作方法。 電氣性能測(cè)試信號(hào)完整性分析