p>по мере увеличения скорости и плотности выключателя вывода интегральных схем
панель PCB, целостность сигнала стала одной из проблем, требующих внимания в высокоскоростной цифровой связи PПроект CB. сумма параметров компонента панель PCBс, компоновка компонентов панель PCB , проводка высокоскоростных сигналов и другие факторы могут вызвать проблемы целостности сигнала.
относительно Pсхема CB, требование полноты сигналов о наличии схем, не влияющих на временной порядок или напряжение сигнала, а для проводки, обеспечение целостности сигнала, политика установки, Информация о маршрутизации. высокая скорость сигнала вверх PCB, неправильное расположение оконечной сборки, или неправильное подключение высокоскоростных сигналов может вызвать проблему целостности сигнала, Это может привести к ошибке системного вывода данных, схема работает аномально, даже не работает.. всесторонне учитывать факторы целостности сигналов в процессе проектирования и принимать эффективные меры контроля Pсовременный дизайн CB.
1.. Signal integrity issues
Good signal integrity means that the signal responds with the correct timing and voltage level values when needed. напротив, когда сигнал не отвечает правильно, возникает проблема целостности сигнала. Проблема целостности сигнала может вызвать или прямо вызвать искажение сигнала, временная ошибка, ошибочные данные, адрес и контрольная линия, системный отказ, даже сбой системы. вызванный множеством факторов. скорость переключения IC, неправильное расположение оконечной сборки, или неправильное маршрутирование высокоскоростных сигналов может вызвать проблемы целостности сигнала. Основные проблемы целостности сигналов включают: задержка, размышлять, шум синхропереключателя, колебание, прыжок с земли, согласный, сорт.
2.......... Definition of Signal Integrity
Signal integrity refers to the ability of the signal to respond with the correct timing and voltage in the circuit. это состояние сигнала не повреждено. масса сигнала на линии индикатора.
2.1 Delay
Delay means that the signal is transmitted at a limited speed on the wires of the панель PCB. посылка сигнала от отправителя к получателю, и между тем существует задержка передачи. задержка сигнала повлияет на время работы системы, задержка распространения зависит главным образом от длины провода и диэлектрической проницаемости среды вокруг провода. в высокоскоростной цифровой системе, длина линии передачи сигнала является прямым фактором, влияющим на разность фаз тактовых импульсов. разность фаз тактовых импульсов означает два тактовых сигнала, и время, когда они достигают конца. разность фаз тактовых импульсов снижает предсказуемость прибытия края сигнала. Если разница фаз тактовых импульсов слишком велика, получение сигнала ошибки. Как показано на диаграмме 1, задержка линии передачи стала важной частью периода тактовых импульсов.
2.2 Reflection
The reflection is the echo on the sub-transmission line. When the signal delay time (Delay) is much greater than the signal transition time (Transition Time), сигнальная линия должна использоваться в качестве линии передачи. когда характеристическое сопротивление линии передачи не совпадает с импедансом нагрузки, part of the signal power (voltage or current) is transmitted to the line and reaches the load, Но часть его нашла отражение. Если нагрузочное сопротивление меньше первоначального сопротивления, отражение отрицательное; иначе, отразить положительный. геометрическое изменение траектории, ошибка включения зажима, передача через соединитель, а разрыв в плоскости мощности вызывает такое отражение.
2.3..... SSN
When many digital signals on the PCB are switched synchronously (such as the data bus of the CPу, адресная шина, сорт.), из - за сопротивления от линии электропитания и заземления, шум от синхронного переключателя, плоскость приземления отскакивает на заземленной линии. Noise (прыжок с земли). прочность SSN и отскока от земли также зависит от I/О - интегральная характеристика, сопротивление слоя питания и плоского слоя PCB, компоновка и монтаж высокоскоростных устройств PCB.
2.4. Crosstalk
Crosstalk is the coupling between two signal lines, взаимная индуктивность и емкость между сигнальными линиями создают шум в линии. ток с ёмкостной связью, а напряжение связи. электромагнитная связь между линиями сигналов, между системой сигнализации и системой распределения, и между отверстиями. последовательные помехи могут привести к ошибочным часам, периодическая ошибка в данных, сорт., масса передачи, влияющая на соседние сигналы. На самом деле, Мы не должны полностью удалять перекрестные петли, только управление в пределах досягаемости системы. Параметры Pугольный пласт, расстояние между линиями сигнала, электрические характеристики привода и принимающего конца, метод прекращения базиса оказывает определенное влияние на последовательное возмущение.
2.5 Overshoot and Undershoot
Overshoot is a peak or valley value exceeding the set voltage, по восходящей стороне, это напряжение, & Предел снижения, это напряжение. под пиком понимается следующая долина или вершина волны, превышающая установленное напряжение. работа на диодах, привести к преждевременным неудачам. Excessive undershoot can cause spurious clock or data errors (misoperations).
2.6 Ringing and Rounding
Oscillation is the repeated overshoot and undershoot. колебание сигнала вызвано переходом индуктивности и емкости на линии, подпадать под режим неполного демпфирования, а окружающие колебания. колебание и обхват, Отражение изображения, быть вызванным многими факторами, и можно уменьшить колебания при соответствующем прекращении, но не.
2.7 Ground bounce noise and return noise
When there is a large current surge in the circuit, это приведет к шуму отскока на поверхности земли. например, при одновременном открытии вывода большого количества кристаллов, большой переходный ток пройдет через уровень питания Чипа и платы, герметизация кристалла и питание, плоская индуктивность и сопротивление может вызывать шум питания, which creates voltage fluctuations and changes in the true ground plane (OV), это влияет на поведение других компонентов. увеличение емкости нагрузки, понижение сопротивления нагрузки, увеличение индуктивности заземления, увеличение количества переключателей может привести к увеличению количества заземленных прыжков. Due to the division of the ground plane (including power supply and ground), например, плоскость горизонта разделена на цифровую плоскость, имитация, экранированный, сорт., когда цифровые сигналы доходят до аналоговой зоны приземления, шум возврата плоскости заземления. так же, уровень питания можно разделить на два.5 вольт, 3.3 V, 5 вольт, сорт. поэтому, в нескольких напряжениях PПроект CB, необходимо уделять особое внимание шуму отскока на поверхности земли и обратному шуму.
3. Signal integrity solutions
The signal integrity problem is not caused by a single factor, Однако это обусловлено рядом факторов, разработанных на уровне Совета директоров.. Основные проблемы целостности сигналов, включая отражение, звонить, ground bounce, согласный, сорт. главное введение: последовательное возмущение и отражение.
3.1 Crosstalk Analysis
Crosstalk refers to the undesired voltage noise interference on adjacent transmission lines due to electromagnetic coupling when a signal propagates on a transmission line. слишком много помех может привести к ошибке в цепи, вызывать сбой в работе системы. из - за неоднозначности размеров, Она прямо пропорциональна параллельной длине прямой. Изменение по нагрузке цепи. для одной и той же топологии и проводки, Чем больше нагрузка, переходный скачок. прямое отношение последовательностей к частоте сигнала. в цифровых схемах, последовательное влияние изменения края сигнала. Чем быстрее изменяется край, переходный скачок.
по вышеуказанным характеристикам, it can be summarized into the following methods to reduce crosstalk:
1) Reduce the transition rate of the signal edge if possible. Выбор устройства, при условии соблюдения проектных норм выбирайте медленное оборудование., и избежать смешивания различных типов сигналов, Потому что быстроизменяющиеся сигналы потенциально чреваты опасностью помех для медленного изменения сигналов.
2) The crosstalk generated by capacitive coupling and inductive coupling increases with the increase of the load impedance of the interfered line, Таким образом, уменьшение нагрузки уменьшает влияние связанных помех.
3) When the wiring conditions permit, сводить к минимуму параллельную длину между соседними линиями передачи или увеличить расстояние между возможными конденсаторными линиями связи, such as using the 3W principle (the distance between traces must be a single trace width) 3 times or the distance between two traces must be greater than 2 times the width of a single trace). более эффективный способ изолировать провод заземленной линией.
4) Inserting a ground wire between adjacent signal wires can also effectively reduce capacitive crosstalk. заземление нужно каждые 1/длина волны 4.
5) It is difficult to suppress inductive coupling. Необходимо минимизировать количество контуров, уменьшение площади контура, общий провод контура избежания сигналов.
6) The signal layer traces of two adjacent layers should be vertical, Следует избегать, насколько это возможно, параллельных траекторий, с тем чтобы уменьшить перемешивание слоя.
7) The surface layer has only one reference layer, связь проводов в поверхностном слое лучше, чем проводка в промежуточном слое. поэтому, сигнал, более чувствительный к последовательному возмущению, должен, насколько это возможно, располагаться внутри слоя.
8) Through termination, согласование удаленных и ближних концов линии передачи и оконечного импеданса с линией передачи, это значительно снижает помехи.
3.2 Reflection Analysis
When the signal propagates on the transmission line, при условии изменения сопротивления, будет отражаться. главный способ решения проблемы отражения - согласование оконечного импеданса.
1) Typical Transmission Line Termination Strategy
In high-speed digital systems, рассогласование импедансов линии передачи приведет к отражению сигнала. способ уменьшения и устранения отражений основан на характеристическом сопротивлении передающей линии в конце отправления или в конце приема., Включить коэффициент отражения источника или нагрузки в 0. The length of the transmission line meets the following conditions and should use termination technology: L>tr/2tpd. в формуле, L - длина линии передачи; Tr время нарастания исходного сигнала; задержка передачи нагрузки на единицу длины линии передачи. терминал линии электропередач обычно использует две стратегии: согласование импедансов нагрузки с сопротивлением линии электропередач, То есть, параллельное завершение; а также совпадение импедансов источника с импедансом линии передачи, То есть, последовательный терминал.
2) Pпараллельный конец
Pпараллельный концевой стык в основном соединяет верхнее или нижнее сопротивление с концом нагрузки, чтобы добиться согласования оконечного импеданса.
3) Serial termination
Serial termination is achieved by inserting a resistor into the transmission line in series as close to the source as possible. последовательный терминал должен соответствовать сопротивлению источника сигнала. вносимое сопротивление последовательного резистора плюс выходное сопротивление привода должно быть больше или равно сопротивлению линии передачи. This strategy suppresses the signal reflected back from the load by making the reflection coefficient at the source end (the load end inputs high impedance and does not absorb energy) and then reflects back from the source end to the load end.
3.2.различные терминальные технологии Process Devices
The technical solutions of impedance matching and termination vary with the interconnection length and the series of logic devices in the circuit. эффективное уменьшение отражения сигнала может быть эффективным только при использовании правильных и надлежащих методов прекращения. Вообще говоря, источник технологических драйверов для CMOS, величина выходного импеданса относительно стабильна, величина сопротивления близка к линии передачи, Таким образом, использование последовательных терминальных технологий в устройствах CMOS принесет лучшие результаты; когда источник драйвера TTL находится, выходной логически высокий уровень и низкое электрическое время, выходное сопротивление отличается. сейчас, использование параллельного прекращения программы David Nan - это лучшая стратегия; устройство ECL обычно имеет очень низкий выходной импеданс, Таким образом, схема ECL для поглощения энергии в приемном конце цепи ECL использует нижний конечный резистор. универсальная оконечная техника. Конечно, вышеуказанный метод отличается. различия в отдельных схемах, выбор топологии сети, количество нагрузок на принимающем конце - все факторы, влияющие на стратегию завершения. поэтому, при реализации схем в высокоскоростных схемах, необходимо учитывать конкретные обстоятельства. Выбор подходящего варианта прекращения для достижения оптимального эффекта прекращения.
4. Signal integrity analysis and modeling
Reasonable circuit modeling and simulation is a common solution to signal integrity. при проектировании высокоскоростных схем, имитационный анализ все больше показывает свои преимущества. Он дает Конструкторам точные и наглядные результаты проектирования, Это облегчает раннее обнаружение проблем и своевременное внесение изменений, Таким образом, сократить время проектирования и снизить проектные затраты. Существуют три общие модели:Pмодель льда, модель IBIS, модель Verilog - A. SPICE - мощный универсальный Имитатор аналоговых схем. Она состоит из двух частей: уравнение модели и модель PПараметры. Благодаря наличию модельных уравнений, сPмодель ICE тесно связана с алгоритмом имитатора, а также более эффективный анализ эффективности и результатов; модель IBIS панель PCB уровень и системный уровень. аналитическая модель. Использовать формат I/V и V/Таблица I, содержащая характеристики цифровой интегральной схемы/элемент и вывод. анализ модели IBIS в основном зависит от количества точек данных и 1/V и V/Т - таблица. & SPмодель льда, малая величина вычисления модели IBIS. гарантировать
PCB иметь хорошую целостность сигнала, необходимость интеграции различных факторов воздействия, рациональная схема и монтаж, Таким образом, повысить производительность продукции.
