文档介绍：内蒙古大学
硕士学位论文
高速PCB信号完整性设计与分析
姓名:张鹏飞
申请学位级别:硕士
专业:模式识别与智能系统
指导教师:周润景
20100610
高速藕磐暾陨杓朴敕治摘要随着电子技术的迅猛发展,系统运行频率的不断提高,信号在チ统中正确传输越来越难,保证设计高速系统时的信号完整性已经成为影响高速杓浦校缏坊チ孕藕磐暾杂跋熘饕1硐治P藕诺姆瓷浜痛在进行季植枷咔埃钊敕治隽擞跋煨藕磐暾缘腜叠层设置和阻抗控制的设计方法,并分析了用于仿真的模型创建和校验方法。在分析了信号完整赑布局布线前和布线后对高速系统中的反射、串扰问题进行了仿真分析,提出相应的解决方案,调整优化电路,确保信号完整性要求,大大提高本文的主要工作:对信号完整性仿真流程、模型选择与创建、反射、串扰进行了较深入的理论分析;给出了在常见情况下解决信号完整性问题的一些方法,并进行了相应的仿真验证;根据实际电路板项目要求,运用信号完整性分析方法,完成了缏钒宓纳杓朴敕抡娣治觥关键字:信号完整性;高速环抡妫籆投板成功率的重要因素之一。扰。本文在介绍高速藕磐暾缘幕旧杓屏鞒毯痛湎呃砺鄣幕∩希性的反射、串扰产生机理的基础上,采用业界常用的信号完整性分析工具了栋宄晒β省内蒙古大学硕士学位论文
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第一章绪论选题的背景及意义随着科学技术的飞速发展,电子元器件工作频率和集成度有了极大的提高。年只有%的电子系统工作在陨希移骷嗍褂肈、等体积大、管脚少的封装形式,到年已有%的设计达到了钠德剩捎肞、等封装的器件越来越多。而年后,高频高速电路的设计已在整个电子设计领域所占的比例越来越大,以上的系统已随处可见,、庑┨寤⒐芙攀汛锸甚至上千的封装形式也已越来越多地应用到各类高速电子系统中。由芯片构成的电子系统是朝着大规模、小体积、高速度的方向飞速发展的,而且发展速度越来越快。这样就带来了一系列的问题,即电子元件的体积减小、电路的布局布线密度变大、信号的频率不断的提高,从而使得缏钒宓纳杓瞥晌O低衬芊裾T诵械墓丶蛩豂随着电子系统中系统时钟和逻辑频率的迅速提高和信号边沿不断变陡,印刷电路板的连接线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,连接线和板层的影响可以不考虑。当印刷电路板处于高频高速工作状态时,互连关系必须以传输线进行考虑,而在评定系统性能时也必须考虑印刷电路板板材的电参数,从而引发信号完整性问题【俊@纾咚傩藕呕岬贾翽上的长互连走线产生传输线效应,杓剖Ρ匦肟悸传输线的延时和阻抗匹配问题;高速信号走线会让间距越来越小的相邻走线更容易产生很难准确量化的串扰问题,,核心电压不断降低,使得电源的波动往往会给系统带来致命的影响,诸如延时、串扰、反射以及传输线之间的耦合情况等等M毙矶嘞低车墓ぷ髌德屎芨撸达到几十踔潦鼼,以适应人们对于大量数据的处理。这就要求在电路设计中要仔细研究所有可能导致信号完整性的因素和条件,并且在印制电路板之前将这些问题加以完善的解决。这样可以及时地发现问题,并加以修正,提高系统的工作性能,缩短系统的研发周期,减少系统的投入,提高产品的竞争力睁。本文的在得到一个基于扑慊靼宓脑硗蓟∩希瓿啥云浣胁珽猓内蒙古大学硕士学位论文
国内外研究现状及发展趋势局布线的杓乒ぷ鳎倍訮的关键网络的信号完整性作出设计和分析,借此来分析高速藕磐暾陨杓朴敕治鲋械幕疚侍夂徒饩龇桨浮随着信号完整性分析成为产品开发尤其是高速杓浦械闹匾;方冢琒侍庖鹆艘界的广泛关注,甚至有人呼吁建立相关行业标准。信号完整性设计在国外己经成为一种专门的职业,、刃矶啻蠊径加凶约鹤ㄖ暗男藕磐暾苑治龉こ淌Γ怯电路设计工程师协同工作,解决产品设计中经常出现的问题【俊T诮饩龈咚偕杓浦忻媪俚反射、串扰、同步开关噪声、电磁干扰任侍馍贤度肓舜罅康木醒芯浚诶砺酆工程应用中取得了很大进展。一些元器件设计生产商在对元器件进行了信号完整性分析之后,为元器件使用者提供了参考的信号完整性分析方案,例如的存储器生产商为其使用者提供了参考的端接方案和走线长度控制方案。另外,国外的一些大的砑疽呀藕完整性、电源完整性以及电磁兼容性结合起来进行分析,如等公司,确保在杓乒讨卸陨杓平凶芴宸治觯跎僬饧阜矫娴幕ハ嘤跋欤醵萄蟹⒅芷凇⒓跎傺蟹目前,国内有关高速数字设计中的信号完整性问题的研究和工程应用相对于国外比较落后,但也引起越来越多的国内设计公司关注这一领域,如华为、中兴等公司和一些高等院校都已经在基础理论、设计方法、工程应用中投入了大量的人力和资金,并且取得了一定的进展,在高速电路系统信号完整性问题的基础研究方面,曾获得年国家自然科学奖的上海交通大学的李征帆等人,在高速电路系统规模扩大、速度提高的情况下,