LVDS信号完整性分析及高速背板设计
LVDS信号在PCB上的设计要点
2.LVDS信号在PCB上的设计要点LVDS信号被广泛应用于计算机、通信以及消费电子领域，并被以PCI-Express 为代表的第三代I/O标准中采用，而在我们的项目中PCI-Express信号正是采用的是LVDS信号。
LVDS信号不仅是差分信号，而且还是高速数字信号。
因此LVDS 传输媒质不管使用的是PCB线还是电缆，都必须采取措施防止信号在媒质终端发生反射，同时应减少电磁干扰以保证信号的完整性。
只要我们在布线时考虑到以上这些要素，设计高速差分线路板并不很困难。
下面简要介绍LVDS信号在PCB 上的设计要点：2.1布成多层板有LVDS信号的电路板一般都要布成多层板。
由于LVDS 信号属于高速信号，与其相邻的层应为地层，对LVDS信号进行屏蔽防止干扰。
对于密度不是很大的板子，在物理空间条件允许的情况下，最好将LVDS信号与其它信号分别放在不同的层。
例如，在四层板中，通常可以按以下进行布层：LVDS 信号层、地层、电源层、其它信号层。
2.2 LVDS信号阻抗计算与控制。
LVDS信号的电压摆幅只有350mV,适于电流驱动的差分信号方式工作。
为了确保信号在传输线当中传播时不受反射信号的影响，LVDS信号要求传输线阻抗受控，通常差分阻抗为100+/-10Ω。
阻抗控制的好坏直接影响信号完整性及延迟。
如何对其进行阻抗控制呢？（1）确定走线模式、参数及阻抗计算。
LVDS分外层微带线差分模式和内层带状线差分模式。
阻抗可以通过合理设置参数，利用相关软件计算得出。
通过计算，阻抗值与绝缘层厚度成正比，与介电常数、导线的厚度及宽度成反比。
（2）走平行等距线及紧耦合原则。
确定走线线宽及间距后，在走线时严格按照计算出的线宽和间距，两线的间距要一直保持不变，也就是要保持平行（可以放图）。
同时在计算线宽和间距时最好遵守紧耦合的原则，也就是差分对线间距小于或等于线宽。
当两条差分信号线距离很近时，电流传输方向相反，其磁场相互抵消，电场相互耦合，电磁辐射也要小得多。
毕业设计(论文)-低电压差分信号 (LVDS)模板
摘要低电压差分信号 (LVDS)高速1/0接口单元当前CMOS电路设计中的重要研究。
它在减小CMOS芯片内外速度差异、实现高速数据传输方面具有独特的优势和作用。
本文重点研LVDS高速1/0接口单元的设计技术，完成一种基于中芯国际0.13umCMOS工艺的622MbpsLVDs驱动器的设计。
论文首先介绍了LVDS接口的基本原理和电特性，通过与其他接口技术进行对比，分析了LVDS接口在高速数据传输应用方面的优势，结合实例给出了LVDS接口电路的设计原则。
论文着重分析了几种 LVDSUO接口单元的基本电路结构及其工作原理，给出了用HSPICE工具进行模拟验证的结果。
基于中芯国际0.13umCMOS工艺，完成了中芯国际LVDS系列产品中 622MbPsLVDS驱动器的设计，实现了从电路设计、仿真、版图、后仿真优化、一直到最后的流片等整套LVDS产品的开发过程。
设计过程参照国际通用标准，保证了产品的通用性。
关键词:低电压差分信号 (LVDS)；接口;电流镜；差分放大器;带隙基准。
AbstractLow V oltage Differential Signaling(LVDS)，a high speedl/0interface，1s one important research Problem of reeent CMOS cireuit design.It hasi nimitable superiority and funetion on a chieving high speed datatransfer.In this Paper，researeh on design teehnology of LVDS Shigh speed l/0 interfaee 1s diseussed:It also ceontains a 622MbPs LVDS transmitter design nwhieh 1s based on SMIC 0.13um CMOS arts. In this PaPer，we first introduce the basic Prinei Ple and eleetrieal specification of LVDS inierfaee; by eomParing with other interface teehnology，analyzethes一the sPeriority of LVDS on high sPeed datatransfer.In the article we also analyze some examples ofLVDSI/0interface cireuit sandworking PrineiPleindetail，and give out the simulation results as well as verifieation using HSpICE simulationtool.AceomPlish a 622MbPs LVDS transmitter design，one of Products of SMIC LVDS series，based on SMIC0.13um CMOS arts.Aetualize a total Process of LVDS Produet development from Circuits design，pre一layoutsimulation，layoutdesign，post一layout simulation and Optimize till to the final tapeout.The entire design flow refers to international general Criterion which ensures the general acceptance and use.Keywords:LowV oltage Differential Signaling(LVDS)Inierfaee Current Mirror Differential AmPlifier Bandgap目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 LVDS的概念 (1)1.2LVDS技术的特点 (2)1.3LVDS的发展及现状 (2)1.4 LVDS的典型结构 (3)第二章高速信号传输理论与实现 (5)2.1信号完整性 (5)2.2 高频传输线上的损耗 (5)2.3高速背板链接器 (6)2.3.1互感 (6)2.3.2串联电感 (7)2.3.3寄生电容 (7)2.34高速连接器 (8)第三章仿真软件 (9)3.1引言 (9)3.2微波网络参量 (10)3.4HFSS软件的应用过程 (12)第四章LVDS参数设计与仿真 (13)4.1关于LVDS迹线端口尺寸的设置 (13)4.2 HFSS软件仿真过程以及结果的分析和处理 (15)4.2.3创建差分对S参数绘图 (26)4.2.4场覆盖图 (28)4.3 优化设计——参数扫描 (31)参考文献 (36)致谢 (37)第一章绪论1.1 LVDS的概念低电压摆幅的差分信号 (LowvoltageDifferentialsignaling，简称Lvns)又称RS一644总线接口，是20世纪90年代才出现的一种数据传输和接口技术。
高速电路信号完整性分析与设计
电子科技1 高速电路信号完整性的概念信号完整性是指在信号可以在电路中作出正确的反应和完整传递信息的能力，即在电路中信号可以有序的、按时的、符合规律的运行。
良好的信号完整性是符合信号在电路中有序运行规律的，例如符合电路信号的完整性，要求信号从电路的始端到末端速度一致，并且输送标准正确的信息，但是往往受到电磁兼容、串扰、传输线效应等现象的影响，信号的完整性会受到一定的影响，在严重的情况下，就会产生信号的不完整性，进而导致电路系统的失效。
实际上高速电路中信号浮动速度过快，会产生突发的、难以预测的信号短路，在下面的几个章节中，我们将具体的进行阐述。
2 信号完整性常见的问题高速电路的运行速度通常过快，容易产生电压不稳定的现象，这时高速电路非常容易产生特征抗阻，高速电路在运行过程中会产生传输端口和接收端口的传递信息和接收信息不相匹配的现象，不能完全传递的信息会形成反射现象，造成电路发生振铃现象。
另外，高速电路产生的故障类型不仅仅只有信号的反射现象，还包括传输线之间的串扰问题，传输时序问题，传输线之间的干扰问题，高速信号传递的下冲和过冲问题，等等。
其实这些都是高速电路信号完整性常见的问题。
下面一个章节我们具体对这些常见的问题进行分析，以期得出具体的解决措施。
■2.1 反射信号的反射会造成系统信号振铃现象，这是由于信号接收端口与传输线之间发生了阻抗不匹配现象，传输过程中信号并未被接收端口充分的接收和匹配，造成的信号返回，从而造成部分能量的反射，进而引发振铃现象。
■2.2 串扰串扰顾名思义就是不同信号之间的相互干扰，产生原因是相互传输的两个信号所依托的传输线距离较近，受到电磁兼容等的影响会造成电磁干扰现象，影响不同信号传输的途径，导致信号之间的串扰，这一现象损耗的信号完整性为两个或两个以上。
■2.3 时序时序问题也是影响信号完整性的主要问题之一，当传输线过长或者受到某一因素影响造成的传输时效过长，就会导致信号从起始端口到接收端口的传输时间过长，时间越长对于信号的完整性越不利，当超过有效的信号传输时序后，接收端接收的信号可能就会造成元器件功能混乱，产生无法估量的错误。
高速电路设计中信号完整性分析
高速电路设计中信号完整性高分析由于系统时钟频率和上升时间的增长，信号完整性设计变得越来越重要。
不幸的是，绝大多数数字电路设计者并没意识到信号完整性问题的重要性，或者是直到设计的最后阶段才初步认识到。
本篇介绍了高速数字硬件电路设计中信号完整性在通常设计的影响。
这包括特征阻抗控制、终端匹配、电源和地平面、信号布线和串扰等问题。
掌握这些知识，对一个数字电路设计者而言，可以在电路设计的早期，就注意到潜在可能的信号完整性问题，还可以帮助设计则在设计中尽量避免信号完整性对设计性能的影响。
尽管，信号完整性一直以来都是硬件工程师必备的设计经验中的一项，但是在数字电路设计中长期被忽略。
在低速逻辑电路设计时代，由于信号完整性相关的问题很少出现，因此对信号完整性的考虑本认为是浪费效率。
然而近几年随着时钟率和上升时间的增长，信号完整性分析的必要性和设计也在增长。
不幸的是，大多数设计者并没有注意到，而仍然在设计中很少去考虑信号完整性的问题。
现代数字电路可以高达GHz 频率并且上升时间在50ps以内。
在这样的速率下，在PCB设计走线上的疏忽即使是一个英尺，而由此造成的电压、时延和接口问题将不仅仅局限在这一根线上，还将会影响的全板及相邻的板。
这个问题在混合电路中尤为严重。
例如，考虑到在一个系统中有高性能的ADC 到数字化接收模拟信号。
散布在ADC器件的数字输出端口上的能量可能很容易就达到130dB（10，000，000，000，000 倍）比模拟输入端口。
在ADC数字端口上的任何噪声。
设计中的信号完整性并不是什么神秘莫测的过程。
对于在设计的早期意识到可能潜在的问题是很关键的，同时可以有效避免由此在后期造成的问题。
本篇讨论了一些关键的信号完整性挑战及处理他们的方法。
确保信号完整性：1、隔离一块PCB板上的元器件有各种各样的边值（edge rates）和各种噪声差异。
对改善SI最直接的方式就是依据器件的边值和灵敏度，通过PCB板上元器件的物理隔离来实现。
高速数字电路设计中的信号完整性分析
高速数字电路设计中的信号完整性分析在高速数字电路设计中，信号完整性分析是非常重要的一环。
信号完整性分析旨在确保信号在电路中能够准确、稳定地传输，从而避免信号失真或干扰，保证电路的性能和可靠性。
首先，我们需要了解信号完整性分析的基本概念。
信号完整性是指在一个电路中，信号从发送端到接收端能够保持原有的形态和正确的数值。
在高速数字电路设计中，信号往往受到许多因素的影响，如传输线特性、阻抗、反射、串扰等，这些因素都有可能导致信号失真。
因此，对信号完整性的分析和优化至关重要。
在进行信号完整性分析时，我们需要首先考虑传输线的特性。
传输线的特性包括传输速度、阻抗匹配、传输延迟等，这些特性直接影响信号传输的稳定性和速度。
通过对传输线的建模和仿真分析，可以帮助我们了解传输线对信号的影响，从而优化电路设计。
另外，阻抗匹配也是信号完整性分析中的重要内容。
当信号源和负载的阻抗不匹配时，会导致信号的反射和衰减，从而降低信号的质量和稳定性。
因此，在设计电路时，需要确保信号源和负载的阻抗能够有效匹配，以减少信号的失真和干扰。
此外，信号完整性分析还需要考虑信号的传输延迟和时序关系。
在高速数字电路中，信号传输的延迟会对数据的同步和稳定性产生影响。
通过时序分析和延迟优化，可以更好地控制信号的传输速度和有效减少时序误差。
最后，在进行信号完整性分析时，还需要考虑信号的功耗和信噪比。
功耗会影响电路的工作效率和稳定性，信噪比则会影响信号和噪声的比值，从而影响信号的准确性和清晰度。
因此，在设计电路时，需要综合考虑功耗和信噪比等因素，以实现信号的高质量传输。
总的来说，信号完整性分析是保证高速数字电路性能和可靠性的重要步骤。
通过对传输线特性、阻抗匹配、传输延迟、功耗和信噪比等方面的分析和优化，可以更好地保证信号在电路中的准确传输，避免信号失真和干扰，从而提高电路的性能和可靠性。
希望以上内容对您有所帮助。
高速电路的信号完整性分析
高速电路的信号完整性分析随着半导体技术和深压微米工艺的不断发展，IC的开关速度目前已经从几十MHz 增加到几百MHz，甚至达到几GHz。
在高速PCB设计中，工程师经常会碰到误触发、阻尼振荡、过冲、欠冲、串扰等信号完整性问题。
本文将探讨它们的形成原因、计算方法以及如何采用IBIS仿真方法解决这些问题。
1 信号完整性定义信号完整性（Signal Integrity，简称SI）指的是信号线上的信号质量。
信号完整性差不是由单一因素造成的，而是由板级设计中多种因素共同引起的。
破坏信号完整性的原因包括反射、振铃、地弹、串扰等。
随着信号工作频率的不断提高，信号完整性问题已经成为高速PCB工程师关注的焦点。
2 反射2．1 反射的形成和计算传输线上的阻抗不连续会导致信号反射，当源端与负载端阻抗不匹配时，负载将一部分电压反射回源端。
如果负载阻抗小于源阻抗，反射电压为负；如果负载阻抗大于源阻抗，反射电压为正。
反射回来的信号还会在源端再次形成反射，从而形成振荡。
现以图1所示的理想传输线模型为例，分析与信号反射有关的重要参数。
图1，理想传输线L被内阻为R0的数字信号驱动源Vs驱动，传输线的特性阻抗为Z0，负载阻抗为RL。
如果终端阻抗（B点）跟传输线阻抗（A点）不匹配，就会形成反射，反射回来的电压幅值由负载反射系数ρL决定。
Ρt可由式（1）得出：ρL=（RL-Z0）/（RL+Z0） （1）从终端反射回的电压到达源端时，可再次反射回负载端，形成二次反射，此时反射电压的幅值由源反射系数ρs决定，ρs可由式（2）得出：ρs=(R0-Z0)/(R0+Z0) (2)精确计算反射系数和反射电压的关键是确定传输线的特征阻抗，它不仅仅是印制线的电阻。
当印制线上传输的信号速度超过100MHz时，必须将印制线看成是带有寄生电容和电感的传输线，而且在高频下会有超肤效诮和电介质损耗，这些都会影响传输线的特征阻抗。
按照传输线的结构，可以将它分为微带线和带状线。
《高速串行总线信号完整性分析》范文
《高速串行总线信号完整性分析》篇一摘要：本文主要探讨高速串行总线中信号完整性的重要性、影响信号完整性的主要因素及其对系统性能的影响。
通过对信号完整性的深入分析，我们提出了有效的设计策略和改进措施，以提高信号完整性和系统的整体性能。
一、引言随着现代电子技术的发展，高速串行总线已成为数据传输的主要手段。
然而，在高速传输过程中，信号完整性成为一个关键问题。
信号完整性的好坏直接影响到系统的性能和可靠性。
因此，对高速串行总线信号完整性的分析具有重要的实际意义。
二、信号完整性的定义及重要性信号完整性是指信号在传输过程中保持其形状、幅度、时间和相位关系的能力。
在高速串行总线中，由于传输线效应、反射、电磁干扰等的影响，信号完整性可能受到损害，导致系统性能下降，甚至出现错误。
因此，保证信号完整性是提高系统性能和可靠性的关键。
三、影响信号完整性的主要因素1. 传输线效应：传输线效应是高速串行总线中影响信号完整性的主要因素之一。
由于传输线的特性阻抗与驱动器和接收器的阻抗不匹配，会导致反射、振荡等现象，从而影响信号的完整性。
2. 电磁干扰：电磁干扰是另一个影响信号完整性的重要因素。
外部电磁场和电流可能会对传输的信号产生干扰，导致信号失真或衰减。
3. 串扰：串扰是指不同传输线之间的耦合效应，它会导致信号的误读或畸变，从而影响信号的完整性。
四、信号完整性对系统性能的影响信号完整性的好坏直接影响到系统的性能和可靠性。
信号失真或衰减可能导致数据的误读或丢失，从而影响系统的正常工作。
此外，由于反射和振荡等现象，可能会增加系统的噪声和功耗，降低系统的稳定性和可靠性。
五、提高信号完整性的设计策略和改进措施1. 优化传输线设计：通过合理设计传输线的长度、阻抗等参数，以减小传输线效应对信号完整性的影响。
2. 电磁屏蔽：通过合理的电磁屏蔽设计，减小外部电磁场对传输的信号的干扰。
3. 串扰控制：通过优化布线、增加地线层等方式，减小不同传输线之间的耦合效应，从而控制串扰对信号完整性的影响。
信号完整性分析及其在高速PCB设计中的应用
生 的回波 。信 号通 过传输线的引导在将部分信 号功率传输给 负载 的同时，还可能 由于阻抗的 不 匹配特性 ，一部 分的信 号能量可 以将其反射 会源端 当中。如果阻抗匹配得当，那么信号将 全部传递给 负载 ，信号反射现象也将不会 出现 。
与传 统的 ＰＣＢ设计 方法 不同，基 于信号 完 整 性 分 析 的 ＰＣＢ 设 计 在 进 行 ＰＣＢ 板 设 计 之 前，要建立相应的高速数字信号传输 的信 号完 整性 模型 。根 据 ＳＩ模 型对 信 号完整性 问题进 行提前 的分析 ，然后根据计算结果对元器件 的 类型和相关参数进行确定 ，并将其作为 电路设 计的依据 。
在设 计 电路 的时候 ，需要通过 ＳＩ模型对 设计方案进行信号完整性分析 ，并综合元器件 与 ＰＣＢ板 参数 的公差范 围和版 图设计 中可 能 的参数变化 ，然后计算解空 间。在完成对 电路 的设计后 ， 当元 器件 参数 在 一定 范围 内变化 时，元器件的布局和信号线 的布线处于灵活状
３结 束语
综 上所 述， 高速 电路设 计是 一个 较 为复 杂的设计流 程，而随着系统设计逐渐区域复杂 化和 多样化 ，信号完整性特点也将越来越凸显 出来 。因此 ，在 设计的初 期必须要合理选择器 件 ，不能一 味追求 高性 能和 高速率 。
：不是 有某 一个特定的因素所导致 的，而是 ｌ级设 计中多方面的因素共同导致的 。以下 方 面 就 是 影 响信 号 完整 性 的 因 素 。
１．３振 铃
振 铃 的主要 表现 就是 信 号反复 出现 过冲 或下冲 现象，通常是处于逻辑 电平 门限部位抖 动 ， 并 且震 荡 成 为 欠 阻 尼 的 状 态 。信 号 之 上 的 振铃现 象主要是由于传输线上的过渡和寄生 电 感与 电容所 引起的收端与源端阻抗失配所导致 的 。
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东南大学硕士学位论文LVDS信号完整性分析及高速背板设计姓名：胡劲松申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：朱晓维;洪伟20040301ＬＶＤＳ信号完整性分析及高速背板设计第二章高速电路板设计技术及其信号完整性分析２．１高速电路设计中的信号完整性综述【７】阁２．１典型的背板与子板结构中的信号干扰情况高速ｒＵ路中的信号完整性问题丰要包括噪声、串扰（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）、电源分配、电磁干扰（ＥＭＩ）与电磁兼容（ＥＭＣ）等。
噪声丰要来自于振铃（上冲和Ｆ冲）、阻抗火配、反射和终端负载。
振铃是在高频信号时钟的上升沿和下降沿，在信号建立的过程中产生的。
阻抗失配的主要是因为大多数高速设备都存在高阻驱动利低阻接收的方式，多层ＰＣＢ扳阻抗的不可控以及带有多个插槽或子板的ＰＣＩ总线的存在。
反射包括正发射和负发劓，当信号的波前遇到高阻时，将发生正发射并带来上冲：反之，当信号遇到低阻时，将发生负反射并带来下冲。
终端负载技术包括在发射端的串联接法，以及在接收端的并联接法（上拉、下拉、Ｔｈｅｖｅｎｉｎ、ＡＣ和二极管）。
此外还有一种同步切换噪声（ＳＳＮ），它是由电流返同路径，地跳垌Ｉ去耦等因素造成的。
当两条走线靠在起时，其中一‘条走线中电流的变化将会引起相邻走线中的电流流动，这种现象就叫交扰，交扰一般发生在高频信号的上升沿和Ｆ降卅。
山丁电容和寄生电感的影响，在电源平面会存在许多复杂的喈振。
而地面和电源面上的谐振都会引起大量的共模ＥＭＩ。
２．２电源［９】【１ｏ】高速系统电源殴计的目标就是为板上的高速设各提供一个噪声尽可能小的纯净的电源。
东南大学坝十学位论文６２．２．１电压损失和噪声问题图２．２电源总线和电源面的示意图在常见的低频电路中，经常采用电源总线为所有板上的器件供电。
但由于总线不可能是完全无耗的，这样总线【：的电压损失将会使总线上的某些设备得不到它的理想：［作电压。
同时每个高速设备产生的噪声也会被其他没备中。
在高频电路中，我们就可以为不同的电压级别分配不同的电源面米解决这些问题。
首先，电源面的总阻抗较小，冈而电压损失也小；其次，由于面上的电流是分散在整个电源平面上，因而一个设备中的噪声不会带给其他的设备。
为了滤除线路中的噪声和ＡＣ成分，还要用到旁路电容。
对于系统电源的滤波，需要采用１０ｕｆ左右的钽电解电容（额定电压至少应为系统电源电压的５倍），它的作川ｔ是滤除电路板上的低频分量；而剥于每个芯片的滤波，则需要采用０．１ｕｆ左右的陶瓷电容，它的作用是滤除电路板上的高频分量。
对于小容量的旁路电容常采用０６０３的封装，以减小电容的寄生电感。
有时为了Ｉ＿ｊ时滤除电路中的低频分量雨Ｉ高频分量，我们可以将一个大电容和小电容相并联，以进一步提高噪声的过滤范围。
建议将常见的表面贴旁路电容置于芯片的正下方。
２．２．２电源面作为信号回路图２—３优化后的信号回路示意图高频信号在跳变日寸会产生ＡＣ电流，此电流通过Ｖｃｃ或地构成‘个呈感性的哑１路，其东南大学硕＝｜＿学位论文７（Ｃ）子板与馈线的ＥＭＩ天线图２—１７子板与背板结构中可能出现的３种ＥＭＩ天线日前ＰＣＢ板Ｊ：的时钟速率越来越高，这就使其尺＿与信号的波长可比，从而容易成为一个有效的ＥＭＩ天线。
为了防Ｉｌ大线效应的产生，必须避免走线的长度接近干扰源信号的有效激励长度，建立良好的接地，并进行ＲＦ的滤波。
东南大学硕士学位论文接收端可以将其消除，同时由于差分信号产生的磁场可以互相抵消，因此比单端走线产生的噪声更低。
基］＝‘嵘声的降低，故可采用根低的电压摆幅，而低摆幅则意味着数据可咀进行快速的切换，进而可以提高数据的传输速率。
此外，数据速率还与ＴＴＬ信号传递到驱动器的快慢，所用传输媒质的带宽性能有关。
３．２高速子板的设计简介图３—２高速了板的器件结构图图３．３高速于板的实物照片本子板的设计目标为５００Ｍｂｐｓ，扳材为ＦＲ一４，共８层板，自上到下分别为ＴｏｐＬａｙｅｒ、３．３Ｖ、ＧＮＤ、ＭｉｄＬａｙｅｒｌ、ＤＧＮＤ＆ＡＧＮＤ、１．５Ｖ＆Ｉ８Ｖ、ＭｉｄＬａｙｅｒ２、ＢｏｔｔｏｍＬａｙｅｒ层。
供电电压为３．３Ｖ，１８Ｖ（Ｓｐａｒｔａｎ—ｌｉＥ）和１．５Ｖ（Ｖｉｒｔｅｘ－ＩＩ）三种。
接地包括模拟地和数字地两种。
该子板的主要器件包括阿块Ｘｉｌｉｎｘ公司的ＦＰＧＡ（ＸＣ２Ｖ１０００和ＸＣ２Ｓ２００Ｅ），一块Ｘｉｌｉｎｘ公司的ＣＰＬＤ（ＸＣＲ３１２８ＸＬ），两块ＮａｔｉｏｎａｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ公司的ＬＶＤＳ串化解串芯片（ＤＳ９２Ｌｖｌ６），一块ＮａｔｉｏｎａｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ公司的时钟分配芯片（ＤＳ９２ＣＫｌ６），两块ＡＭＤ公司的Ｆｌａｓｈ芯片（ＡＭ２９ＬＶ０４０Ｂ）以及一块ＮａｔｉｏｎａｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ公司的ＡＩＤ转换芯片（ＡＤＣｌ０Ｄ０４０）。
两块ＦＰＧＡ的配置既支持基于ＪＴＡＧ１：３的配置方式，也支持基于ＣＰＬＤ平ｌＩＦｌａｓｈ的导引配置方式。
同时子板上共预留了，７０对ＬＶＤＳ方式的走线。
其中ＬＶＤＳｌ—４０用于板间Ｃａｒｄ２Ｃａｒｄ的通信，ＬＶＤＳ４１—５０用丁板内Ｃｈｉｐ２Ｃｈｉｐ的通信，ＬＶＤＳ５１—６０削于板内白环的通信。
３．３高速背板的设计简介图３．４高速背板的顶层结构图东南大学坝十学位论文图３—５高速背板的实物照片本背板的殴计目标为５００Ｍｂｐｓ，板材为ＦＲ．４，共６层板，背板总厚度为１８ｍｍ，每层厚０３６ｍｍ。
其中，第１层为ＬＶＤＳ层，第２层为地，第３层为ＬＶＤＳ层，第４层为地，第５层为ＴＴＬ层，第６层为ＴＴＬ层。
板ｌ所有ＬＶＤＳ走线的差分阻抗取１００欧，计算采用ＡＤＳ２００２的“ＬｉｎｅＣａｌｃ—ｒ具。
板上的走线类型主要包括：两条线不等睦的微带型ＬＶＤＳ；最大允许线宽的微带型ＬＶＤＳ；导带宽度粗细不一致的微带型ＬｖＤＳ；标准的微带型ＬｖＤＳ；差分共面微带线；连续弯折的微带型ＬＶＤＳ；疏耦合的含两组过孔的带状ＬＶＤＳ（差分阻抗不是１００欧）；密耦台的含两组过孔的带状ＬｖＤＳ（差分阻抗是１００欧）；同时跨越６层板的传输线；处于第５层或第６层的单端线。
该背板共包括５个区域：其中４个区域上走的是较短的传输线（约５２ｍｍ），还有１个区域上走的是较睦的传输线（约１３１ｍｍ）。
东哲大学坝十学位论文２４３．４高速背板的系统仿真和实验验证３．４．１背板的基本设计考虑【１习倒３－６高速背板系统的示意图背扳的一般结构为：发送芯片（ＴＸ）、子板、接插件、背板、接插件、子板和接收芯片（ＲＸ）。
对ＬＶＤＳ信号而言，在接收端还需要一个１００Ｑ左右的终端电阻跨接在两条信号线上。
ＬＶＤＳ的发送ｊ卷片采用电流模式驱动器（ＣＭＬ）来发送数据，一般为３５ｍＡ的电流驱动，最后经过终端１００Ｑ的终端电阻，所以在接收芯片得到的理想电压应该为３５０ｍＶ，相应的Ｖｐｐ应为７００ｍＶ。
完成串化神ｌ解串功能的收发芯片除了采用Ｘｉｌｉｎｘ公司的Ｖｉｒｔｅｘ一｜｜和Ｓｐａｒｔａｎ－Ｉ｜Ｅ系列ＦＰＧＡ之外，还采用Ｊ，美国国家半导体公司推出的高速率的专用ＬＶＤＳｊ占片。
将来要实现更高速率的数据传输可以采刷Ｘｉｌｉｎｘ公司在ＶＪｒｔｅｘ－ＩＩＰｒｏ系列ＦＰＧＡ，其内部集成了ＲｏｃｋｅｔｌＯ专利技术，时钟速率司以达到３．１２５ＧＨｚ。
微带线和带状线都能应用ＬＶＤＳ技术。
其中差分边缘耦合带状线，高频电流的电磁场均匀的分布在导带的上ｒ两侧，导一射损耗小，受到的干扰小，但需要通过过孔实现信号的互联，这样其带宽受到了ＦＨ制。
差分微带线，适合＿丁低速高密度的确·线，若需要进行短距离的高速应用则必须加宽微带线以减小损耗，增大噪声容限。
而差分共面微带线则可以在分布紧密的元件之间获得较高的带宽，并且可以在封装、接插什处为信号提供良好的转接。
高速差分接插什其内部信号脚紧密耦台，以减小差分对之间的相位差。
而每个差分对之间间隔定的距离或者用地信号隔开，以减小交扰。
ＰＣＢ上的过孔用乘连接不同的板层和不同的元件。
存高速电路中供信号电流返回的“返回过孔”还是必不可少的。
在仿真建模中过孔电容一股取１－２ｐＦ。
东南大学倾二卜学位论文ＬＶＤＳ信号完整性分析及高速背板ｉ５｝计３．４．２仿真与测试环境图３．７高速背板系统的测试照片◇仿真环境：ＡＤＳ２００２ＴＤＲ：ＣａｄｅｎｃｅＰＳＤ＿１４．２ＳｉｇＸｐｌｏｒｅｒ◇测试环境：Ａｇｉｌｅｎｔ５４８５５Ａｉｎｆｉｎｉｉｕｍ６ＧＨｚＤＳＯ；ＢＥＲ测试程序Ｃａｄｅｎｃｅ仿真时取１７位的伪随机序列，抖动和终端偏置条件均取０。
由于ＣａｄｅｎｃｅＳｉｇＸｐｌｏｒｅｒ在仿真时，还需要调Ｊ＝｜；｜ｈｓｐｉｃｅ程序，因此仿真需要耗费大量的时间，平均每次计算一个频率下的眼图大约需要１个、ｒ＿小时。
为此在本实验中，仅仿真了５００Ｍｂｐｓｒ的眼图情况。
在进行ＢＥＲ测试时，系统能够稳定］：作的上限约为５４０ＭＨｚ，这是因为ＸＣ２Ｖ１０００的ＤＣＭ最大额定输出为２７０ＭＨｚ，而ＸＣ２Ｓ２００Ｅ最大也只能：［作到２７５ＭＨｚ。
考虑到实际的测试程序需要在约束条件中输入系统时钟的周期，因此我们取系统时钟最小为１５ｎｓ，对应时钟的最大频率为２６６ＭＨｚ。
另外在对不同频率的ＢＥＲ进行跟踪测试时，为了测试的方便，我们将发射板ＴＸ接上信号源，而将接收板ＲＸ用品振提供时钟，这样在测量某一信道的ＢＥＲ时，只需要改变ＴＸ程序中的约束条什ＣＬＫＩＮ—ＰＥＲＩＯＤ，而ＲＸ程序则无需作任何改变。
理想情况下，接收端终端，ＩｚＩ＿ｆＨ上应该得到峰峰值为７００ｍＹ的伪随机信号。
东南大学顾＋学位论文３．４．３短传输线（直线距离５２ｍｍ）的仿真、测试与分析【１叼幽３－８高速短背板（５２ｍｍ）的ＰＣＢ版图上＿ｃ州。
Ｊｉｊ＿’ｃ删主Ｉｃ州ｉ≮』ｃ４ＨＩＩＩｊｕ００ＯＯＨ】＿＿Ｃ３Ｐ上Ｅ４ＰＴ９ｒＴｏＦ０二，·——０幽３—９用Ｃａｄｅｎｃｅ仿真一个典型的背板结构豢万一一一赫一巨王。
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瞎１Ｊ旷ＬＡ２ＡＤＳ的仿真图图３－１１Ａ型传输线的走线示意图广寸一舷ｔＩ～＼、、、ｊ、：Ⅲ，＼｝Ｏ川４ｆｒｅｑ．ＧＨｚ（ａ）时域仿真（ＴＤＲ）（ｂ）频域仿真（Ｓ参数）图３—１２Ａ型传输线的ＡＤＳ仿真波形Ａ３ＳｉｇＸｐｌｏｒｅｒ的眼圈仿真与实测１圈（５００Ｍｂｐｓ）实测和仿真结果：Ｖｐｐ＝５７０ｍＶ阿３．１３Ａ型传输线的Ｃａｄｅｎｃｅ仿真波形和实测眼图Ａ４分析从幽３—１２（ａ）中可以看出，南于ＬＶＤＳ线对的两条信号线不等长，因此在不平衡处产生了过冲（１１５Ｖ）平¨下冲（１．１０Ｖ），它还会引起正负信号之间的相位差（ｓｋｅｗ）。
从图３－１２（ｂ）中１日以看出，传输线在５００ＭＨｚ时的Ｓ１１为．７ｄＢ。
在图３．１３的Ｃａｄｅｎｃｅ仿真波形和实测眼圈中，我们得到接收端的Ｖｐｐ约为５７０ｍＶ，这表明Ａ型传输线在５００Ｍｂｐｓ下性能良好。