文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
高速数字电路设计与信号完整性分析
姓名:李琳琳
申请学位级别:硕士
专业:电子与通信工程
指导教师:郭万有;陈矛
20091015
摘要在高速数字电路设计中不可避免地会遇到各种信号完整性问题。因而在设计初期就进行电路板级仿真已经成为必然。基于信号完整性的抡嫔杓凭是根据器件的仿真模型,使用仿真软件通过对信号完整性的计算分析得出设计的解空间,然后在此基础上完成杓啤W詈蠖陨杓平醒橹ぃ雌涫欠衤阍计的信号完整性要求。如果不能满足要求,则反复修改版图设计。这与传统的设计相比,既缩短了设计周期,又降低了设计成本。本文基于信号完整性的基本理论:传输线理论,对串扰、反射和同步开关噪声等信号完整性问题进行分析,并讨论了各种相应问题的解决方法。在此基础上,基于某雷达信号处理机高速信号处理板的硬件设计,应用高速男藕磐暾设计流程进行系统分析与设计。在镜腟真软件环境下,对关键网络进行仿真分析,如确定布线的拓扑结构,时序分析等。根据仿真和分析的结果制定合理的约束规则,指导牟季帧⒉枷摺2⒃诓枷后对系统进行仿真验证,达到良好的设计效果。这样不仅缩短了硬件设计的开发周期,也进一步证明了高速杓频姆抡娣治龊蜕杓品椒ǖ闹匾P浴关键词:印制板电路信号完整性传输线模型仿真仿
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弹本人签名::丝本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。西安电子科技大学学位论文独创性虼葱滦声明关于论文使用授权的说明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果:也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人签名:本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题在撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。C艿穆畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑导师签名:
第一章绪论课题研究的工程背景和意义国内外研究的现状本论文源于某雷达信号处理机高速信号处理板挛某疲盒藕糯戆的开发。该板集成了当今高端的模数转换器、大规模可编程器件稀⒏咚傩藕糯理器约耙恍└咚俚慕涌冢绻庀私涌诘取S捎谛藕糯戆宓缏犯丛樱作频率高、密度大,层数多,因而如何处理板级高速信号完整性问题已成为实际电路板能否成功的关键因素。本课题所开展的印制板电路寮缎藕磐暾晕侍獾难芯浚唤鍪枪程实践的需要,也是电子设计技术的一个研究热点。在以往的电路设计中工程师往往凭经验进行布局布线,以致很多信号完整性问题直到调试阶段才被发现,这样的后果代价高昂且延长了开发周期。因此在电路的设计阶段就利用仿真工具根据实际物理设计中的各种参数,对电路中的板级信号完整性问题进行深入细致的仿真与分析已成为趋势。只有这样设计人员才能在产品设计初期识别、预防和修改错误的设计,确定正确的杓圃际跫佣杓瞥鲂阅苡帕肌⒖煽啃愿现今,有关高速数字电路设计中的信号完整性还是形闯墒斓难Э疲然在国内外已有相关的理论书籍及有关的仿真软件和建模方法,由于其分析方法和实践都还没有很好的定义,对于高速数字电路设计中的信号完整性问题的研究还处于不断的探索阶段。一般以传输线理论作为研究的理论基础。而要对高速数字电路设计中的信号完整性进行有效的仿真分析,其关键是建立正确的仿真模型和选择合适的仿真软件。在电子设计中己经有多种可以用于寮缎藕磐暾分析的模型,其中最为常用的有二种,它们分别是P秃虸P汀1文主要采用模型进行仿真分析。高速数字电路设计与测试在欧美,日本等技术先进国家近些年来已成为一个非常热门的行业,它是实现高性能数字化产品的基础。国外很多大公司都相继成立了高速数字电路设计与测试藕磐暾苑治的研发力量。信号完整性工程设计在国外也已是一种专门的职业,珻,,琀刃矶喙径家延凶约鹤ㄖ暗墓こ淌Γ诮饩鲂藕磐暾的印制电路板。,
高速数字电路和信号完整性的基本概念信号完整性——罂试这个概念,是针对高速数字信号提出来所面临的反射、串扰、振铃、同步开关噪声等问题上投入了大量的精力进行研究,并取得了不少进展。目前国外己经有多种仿真软件,如:盗腥砑软件、系列软件、砑砑虯软件等,它们都是通过建立相应模型,采用不同的分析方法,从不同的角度对高速数字电路设计中的信号完