高速信号与信号完整性分解

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高速数字信号的信号完整性分析

高速数字信号的信号完整性分析

科研训练设计题目:高速数字信号的信号完整性分析专业班级:科技0701姓名:张忠凯班内序号:18指导教师:梁猛地点:三号实验楼236时间:2010.9.14~2010.11. 16电子科学与技术教研室摘要:在高速数字系统设计中,信号完整性(SI)问题非常重要的问题,如高时钟频率和快速边沿设计。

本文提出了影响信号完整性的因素,并提出了解决电路板中信号完整性问题的方法。

关键词:高速数字电路;信号完整性;信号反射;串扰引言:随着电子行业的发展,高速设计在整个电子设计领域所占的比例越来越大,100 MHz 以上的系统已随处可见,采用CS(线焊芯片级BGA)、FG(线焊脚距密集化BGA)、FF(倒装芯片小间距BGA)、BF(倒装芯片BGA)、BG(标准BGA)等各种BGA封装的器件大量涌现,这些体积小、引脚数已达数百甚至上千的封装形式已越来越多地应用到各类高速、超高速电子系统中。

从IC芯片的封装来看,芯片体积越来越小、引脚数越来越多;这就带来了一个问题,即电子设计的体积减小导致电路的布局布线密度变大,同时信号的上升沿触发速度还在提高,从而使得如何处理高速信号问题成为限制设计水平的关键因素。

随着电子系统中逻辑复杂度和时钟频率的迅速提高,信号边沿不断变陡,印刷电路板的线迹互连和板层特性对系统电气性能的影响也越发重要。

对于低频设计,线迹互连和板层的影响可以不考虑,但当频率超过50 MHz时,互连关系必须考虑,而在评定系统性能时还必须考虑印刷电路板板材的电参数。

因此,高速系统的设计必须面对互连延迟引起的时序问题以及串扰、传输线效应等信号完整性问题。

1.信号完整性的概念:信号完整性是指信号未受到损伤的一种状态,良好的信号完整性是指在需要时信号仍然能以正确的时序和电压电平值做出响应。

差的信号完整性不是由某一单一因素导致的,而是板级设计中多种因素共同引起的。

2.信号完整性问题的分析:高速不是就频率的高低来说的,而是由信号的边沿速度决定的,一般认为上升时间小于4倍信号传输延迟时可视为高速信号。

高速电路中的信号完整性问题

高速电路中的信号完整性问题

高速电路中的信号完整性问题许致火(07级信号与信息处理 学号 307081002025)1 信号完整性问题的提出一般来讲,传统的低频电路设计对于电子工程师并不是多么复杂的工作。

因为在低于30MHz的系统中并不要考虑传输线效应等问题,信号特性保持完好使得系统照常能正常工作。

但是随着人们对高速实时信号处理的要求,高频信号对系统的设计带来很大的挑战。

电子工程师不仅要考虑数字性能还得分析高速电路中各种效应对信号原来面目影响的问题。

输入输出的信号受到传输线效应严重的影响是我们严峻的挑战之一。

在低频电路中频率响应对信号影响很小,除非是传输的媒介的长度非常长。

然而伴随着频率的增加,高频效应就显而易见了。

对于一根很短的导线也会受到诸如振玲、串扰、信号反射以及地弹的影响,这些问题严重地损害了信号的质量,也就是导致了信号完整性性能下降。

2 引起信号完整性的原因2.1 传输线效应众所周知,传输线是用于连接发送端与接收段的连接媒介。

传统的比如电信的有线线缆能在相当长的距离范围内有效地传输信号。

但是高速的数字传输系统中,即使对于PCB电路板上的走线也受到传输线效应的影响。

如图1所示,对于不同高频频率的PCB板上的电压分布是不同的。

图 1 PCB在不同频率上的电压波动因为低频电路可以看成是一个没有特性阻抗、电容与电感寄生效应的理想电路。

高速电路中高低电平的快速切换使得电路上的走线要看成是阻抗、电容与电感的组合电路。

其等效电路模型如图2所示。

导线的阻抗是非常重要的概念,一旦传输路径上阻抗不匹配就会导致信号的质量下降。

图 2 传输线等效电路模型由图2的模型可得电报方程:2.2 阻抗不匹配情况信号源输出阻抗(Zs)、传输线上的阻抗(Zo)以及负载的阻抗(ZL)不相等时,我们称该电流阻抗不匹配。

也这是说信号源的能量没有被负载全部吸收,还有一部分能量被反射回信号源方向了。

反射后又被信号源那端反射给负载,除了吸收一部分外,剩下的又被反射回去。

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分析.

高速电路设计中信号完整性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。

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

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。

信号完整性高速互连综述

信号完整性高速互连综述

信号完整性中抖动、噪声研究和发展信号完整性中抖动、噪声研究和发展1 引言随着现代电子产品的开发周期越来越短,工作频率越来越高,尺寸越来越小,产品结构越来越复杂,数字技术的发展日新月异。

在20世纪90初,几十兆主频的X86还是很新鲜的事物,而到如今,频率高达3GHZ的CPU已成为个人电脑的标准配置[1]。

手机处理器在10年前ARM7主频还是20MHz,而到了现在2GHz、多核的手机处理器在移动设备上广泛的被应用。

处理器遵循着摩尔定律开速的发展,主频从数十MHz上升到现在的3GHz只用了20年的时间。

而在数字产品中,随着工艺的不断改进提升,20前的制造工艺还是微米数量级,而现在已经步入到了14纳米级工艺。

可见如今的数字电路设计中,芯片的趋势——处理速度越来越快,面积越来越小,密度却越来越大。

数字电路系统的信号速率、时钟频率和集成电路开关速度[2]的持续增加。

这在给广大用户带来更好体验,更便捷应用的同时,也给数字设计者提出了巨大的挑战[3]。

信号完整性对于高速电路板和深亚微米(低于0.35微米)芯片设计都是需要考虑的问题[4]。

以前在低速设计中可以应用的方法,在高速电路设计中就编的举步维艰、寸步难行;理论上在设计方法上应该是正确的,但在实践中却达不到理想的效果。

这就涉及到了高速数字电路设计的问题。

I/O速度的提高使得链路总的可用最大抖动预算——单元区间(UI)必将相应的减小。

而为了保证设计的整个链路系统有比较好的误码率,面临的最大挑战就是降低抖动。

特征尺寸减小带来的另一个严峻挑战就是功率损耗和功率密度必须小于某一约束限度,或者说就是使用低功耗设计。

关于抖动的话题对于通信系统的合理设计变得越来越重要,如今,一个通讯系统的时钟抖动已经成为了影响系统性能的基本限制。

时钟抖动的范围与当今高速串行总线紧密相关,并且数据连接在数字电路系统的设计中,对抖动的严加控制是必须解决的问题。

这是在这种情况下,抖动成为了高速数字通信系统中,电路设计的一个基本指标。

高速电路的信号完整性分析

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》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。

最新-高速视频处理系统中的信号完整性分析 精品

最新-高速视频处理系统中的信号完整性分析 精品

高速视频处理系统中的信号完整性分析摘要结合高速图像处理系统讨论了高速数字电路中的信号完整性问题,分析了系统中信号反射、串扰、地弹等现象破坏信号完整性的原因,通过先进工具的辅助设计,找出了确保系统信号完整性的具体方法。

关键词高速电路设计信号完整性系统深亚微米工艺在设计中的使用使得芯片的集成规模更大、体积越来越小、引脚数越来越多;由于近年来工艺的发展,使得其速度越来越高。

从而,使得信号完整性问题引起电子设计者广泛关注。

在视频处理系统中,多维并行输入输出信号的频率一般都在百兆赫兹以上,而且对时序的要求也非常严格。

本文以图像处理系统为背景,对信号完整性进行准确的理论分析,对信号完整性涉及的典型问题[1]——不确定状态、传输线效应、反射、串扰、地弹等进行深入研究,并且从实际系统入手,利用仿真软件寻找有效的途径,解决系统的信号完整性问题。

1系统简介为了提高算法效率,实时处理图像信息,本图像处理系统是基于+结构设计的。

系统由7111视频解码器、公司的3206701、公司的50208、9054接口控制器以及、、、等构成。

是整个系统的时序控制中心和数据交换的桥梁,而且能够对图像数据实现快速底层处理。

是整个系统实时处理高级算法的核心器件。

系统结构框图如图1所示。

在整个系统中,电路板的面积仅为15×5,系统时钟频率高达167,时钟沿时间为0.6。

由于系统具有快斜率瞬变和极高的工作频率以及很大的电路密度,使得如何处理高速信号问题成为一个制约设计成功的关键因素。

2系统中信号完整性问题及解决方案2.1信号完整性问题产生机理信号的完整性是指信号通过物理电路传输后,信号接收端看到的波形与信号发送端发送的波形在容许的误差范围内保持一致,并且空间邻近的传输信号间的相互影响也在容许的范围之内。

因此,信号完整性分析的主要目标是保证高速数字信号可靠的传输。

实际信号总是存在电压的波动,如图2所示。

在、两点由于过冲和振铃[2]的存在使信号振幅落入阴影部分的不确定区,可能会导致错误的逻辑电平发生。

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什么是高速数字信号?高速数字信号由信号的边沿速度决定,一般认为上升时间小于4倍信号传输延迟时可视为高速信号,而高频信号是针对信号频率而言的。

高速电路涉及信号分析、传输线、模拟电路的知识。

错误的概念是:8KHz帧信号为低速信号。

多高的频率才算高速信号?当信号的上升/下降沿时间< 3~6倍信号传输时间时,即认为是高速信号.对于数字电路,关键是看信号的边沿陡峭程度,即信号的上升、下降时间,信号从10%上升到90%的时间小于6倍导线延时,就是高速信号!即使8KHz的方波信号,只要边沿足够陡峭,一样是高速信号,在布线时需要使用传输线理论。

信号完整性研究:什么是信号完整性?时间:2009-03-11 20:18来源:sig007 作者:于博士点击: 1813次信号完整性主要是指信号在信号线上传输的质量,当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收芯片管脚时,该电路就有很好的信号完整性。

当信号不能正常响应或者信号质量不能使系统长期稳定工作时,就出现了信号完整性问题,信号完整性主要表现在延迟、反射、串扰、时序、振荡等几个方面。

一般认为,当系统工作在50MHz时,就会产生信号完整性问题,而随着系统和器件频率的不断攀升,信号完整性的问题也就愈发突出。

元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等这些问题都会引起信号完整性问题,导致系统工作不稳定,甚至完全不能正常工作。

1、什么是信号完整性(Singnal Integrity)?信号完整性(Singnal Integrity)是指一个信号在电路中产生正确的相应的能力。

信号具有良好的信号完整性(Singnal Integrity)是指当在需要的时候,具有所必须达到的电压电平数值。

主要的信号完整性问题包括反射、振荡、地弹、串扰等。

常见信号完整性问题及解决方法:问题可能原因解决方法其他解决方法过大的上冲终端阻抗不匹配终端端接使用上升时间缓慢的驱动源直流电压电平不好线上负载过大以交流负载替换直流负载在接收端端接,重新布线或检查地平面过大的串扰线间耦合过大使用上升时间缓慢的发送驱动器使用能提供更大驱动电流的驱动源时延太大传输线距离太长替换或重新布线, 检查串行端接头使用阻抗匹配的驱动源, 变更布线策略振荡阻抗不匹配在发送端串接阻尼电阻2、什么是串扰(crosstalk)?串扰(crosstalk)是指在两个不同的电性能之间的相互作用。

产生串扰(crosstalk)被称为Aggressor,而另一个收到干扰的被称为Victim。

通常,一个网络既是Aggressor(入侵者),又是Victim(受害者)。

振铃和地弹都属于信号完整性问题中单信号线的现象(伴有地平面回路),串扰则是由同一PCB板上的两条信号线与地平面引起的,故也称为三线系统。

串扰是两条信号线之间的耦合,信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。

容性耦合引发耦合电流,而感性耦合引发耦合电压。

PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。

3、什么是电磁兼容(EMI)?电磁干扰(Ectromagnetioc Interference),或者电磁兼容性(EMI),是从一个传输线(transmission line)(例如电缆、导线或封装的管脚)得到的具有天线特性的结果。

印制电路板、集成电路和许多电缆发射并影响电磁兼容性(EMI)的问题。

FCC定义了对于一定的频率的最大发射的水平(例如应用于飞行控制器领域)。

4、在时域(time domain)和频域(frequency domain)之间又什么不同?时域(time domain)是一个波形的示波器观察,它通常用于找出管脚到管脚的延时(delays)、偏移(skew)、过冲(overshoot)、下冲(undershoot)以及设置时间(setting times)。

频域(frequency domain)是一个波形的频谱分析议的观察,它通常用于波形与频谱分析议的观察、它通常用于波形与FCC和其他EMI控制限制之间的比较。

(有一个比喻,它就象收音机――你在时域(time domain)中听见,但是你要找到你喜欢的电台是在频域(frequency domain)内。

)5、什么是传输线(transmission line)?传输线(transmission line)是一个网络(导线),并且它的电流返回的地和电源。

电路板上的导线具有电阻、电容和电感等电气特性。

在高频电路设计中,电路板线路上的电容和电感会使导线等效于一条传输线。

传输线是所有导体及其接地回路的总和。

6、什么是阻抗(impedance)?阻抗(Impedance)是传输线(transmission line)上输入电压对输入电流地比率值(Z0=V/I)。

当一个源发出一个信号到线上,它将阻碍它驱动,直到2*TD时,源并没有看到它地改变,在这里TD时线的延时(delay)。

7、什么是反射(reflection)?反射(reflection)就是在传输线(transmission line)上回波(echo)。

信号功率(电压和电流)的一部分传输到线上并达到负载处,但是有一部分被反射(reflected)了。

如果负载和线具有相同的(impedance),发射(Reflections)就不会发生了。

如果负载阻抗小于源阻抗,反射电压为负,反之,如果负载阻抗大于源阻抗,反射电压为正。

布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面的不连续等因素的变化均会导致此类反射。

8、什么是过冲(overshoot)?过冲(Overshoot)就是第一个峰值或谷值超过设定电压――对于上升沿是指最高电压而对于下降沿是指最低电压。

下冲(Undershoot)是指下一个谷值或峰值。

过分的过冲(overshoot)能够引起保护二级管工作,导致过早地失效。

9、什么是下冲(undershoot)(ringback)?过冲(Overshoot)是第二个峰值或谷值超过设定电压――对于上升沿过度地谷值或对于下降沿太大地峰值。

过分地下冲(undershoot)能够引起假的时钟或数据错误(误操作)。

10、什么是振荡(ringing)?振荡(ringing)就是在反复出现过冲(overshoots)和下冲(undershoots)。

信号的振铃(ringing)和环绕振荡(rounding)由线上过度的电感和电容引起,振铃属于欠阻尼状态而环绕振荡属于过阻尼状态。

信号完整性问题通常发生在周期信号中,如时钟等,振荡和环绕振荡同反射一样也是由多种因素引起的,振荡可以通过适当的端接予以减小,但是不可能完全消除。

11、什么是设置时间(settling time)?设置时间(settling time)就是对于一个振荡的信号稳定到指定的最终值所需的时间。

12、什么是管脚到管脚(pin-to-pin)的延时(delay)管脚到管脚(pin-to-pin)的延时(delay)是指在驱动器状态的改变到接收器状态的改变之间的时间。

这些改变通常发生在给定电压的50%,最小延时发生在当输出第一个越过给定的阀值(threshold),最大延时发生在当输出最后一个越过电压阀值(threshold),测量所有这些情况。

13、什么是偏差(skew)?信号的偏移(skew)是对于同一个网络到达不同的接收器端之间的时间偏差。

偏移(skew)还被用于在逻辑门上时钟和数据达到的时间偏差。

14、什么是斜率(slew rate)?Slew rate就是边沿斜率(-个信号的电压有关的时间改变的比率)。

I/O的技术规范(如PCI)状态在两个电压之间,这就是斜率(slew rate),它是可以测量的。

15、什么是静态线(quiescent line)?在当前的时钟周期内它不出现切换。

另外也被称为“stuck-at”线或static线。

串扰(crosstalk)能够引起一个静态线在时钟周期内出现切换。

16、什么是假时钟(false clocking)?假时钟是指时钟越过阀值(threshold)无意识的改变了状态(有时在VIL或VIH之间)。

通常由过分的下冲(undershoot)或串扰(crostalk)引起。

17、什么是IBIS?IBIS 是描述一个输入/输出(I/O)的EIA/ANSI标准。

它包括DC(V/I)特性曲线,也包括瞬态(transient)(V/T)特性曲线curves as tables of points。

HyperLynx的网页(Web site)上有连接到IBIS的主页,另外还有许多供应商的IBIS模型网页。

18、什么是IC 的高低电平切换门限?IC 的高低电平切换门限指的是信号从一个状态向另一个状态转换所需的电压值。

当发生阻尼现象时,信号电平可能会超过IC 输入脚的切换门限,从而将IC 输入信号变为不确定状态,这会导致时钟出错或数据的错误接收。

19、什么是地电平面反弹噪声和回流噪声?在电路中有大的电流涌动时会引起地平面反弹噪声(简称为地弹),如大量芯片的输出同时开启时,将有一个较大的瞬态电流在芯片与板的电源平面流过,芯片封装与电源平面的电感和电阻会引发电源噪声,这样会在真正的地平面(0V)上产生电压的波动和变化,这个噪声会影响其它元器件的动作。

负载电容的增大、负载电阻的减小、地电感的增大、同时开关器件数目的增加均会导致地弹的增大。

由于地电平面(包括电源和地)分割,例如地层被分割为数字地、模拟地、屏蔽地等,当数字信号走到模拟地线区域时,就会产生地平面回流噪声。

同样电源层也可能会被分割为2.5V,3.3V,5V等。

所以在多电压PCB设计中,地电平面的反弹噪声和回流噪声需要特别关心。

20、高频电路的定义在数字电路中,是否是高频电路取决于信号的上升沿和下降沿,而不是信号的频率。

F=1/(Tr*л),Tr为上升/下降延时时间,当F>100MH他(Tr<3.183ns)时就应该按照高频电路进行考虑,下列情况必须按照高频规则进行设计:l 系统时钟超过50Hzl 采用了上升/下降时间少于5ns的器件l 数字/模拟混合电路高频电路是取决于信号的上升沿和下降沿,而不是信号的频率,但是不是Tr>100MHz 时才考虑高频规则进行设计,还要看传输介质而定。

通常约定如果线传播延时大于1/2数字信号驱动端的上升时间,则认为此类信号是高速信号并产生传输线效应。

信号的传递发生在信号状态改变的瞬间,如上升或下降时间。

信号从驱动端到接收端经过一段固定的时间,如果传输时间小于1/2的上升或下降时间,那么来自接收端的反射信号将在信号改变状态之前到达驱动端。

反之,反射信号将在信号改变状态之后到达驱动端。

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