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典型SI问题

日期:2012-4-5 (来源:互联网)

信号完整性问题主要研究互连线与数字信号的电压电流波形相互作用时,其电气特性参数如何影响产品的性能。所有这些问题分为以下三种影响和后果: ·时序 ·噪声 ·电磁干扰 .时序是高速系统运行的基础。信号时序取决于信号传播的物理长度引起的延迟,同时也取一决于汰到阈值时波形的形状。信号波形畸变的原因有多种,但是针对噪声来说,主要有以下三个方面:

·反射噪声:由于阻抗失配、分支、过孔及其他互连中存在的不连续性,使信号通过不连续点时便发生“反射”现象,造成波形畸变,产生反射噪声。

·串扰噪声:信号传输线路周围有电磁场发生。当有多个传输线并行布线时,各自的电磁场互相作用和信号间的能量相互作用产生的信号波动,称为串扰噪声。

·电源/地噪声:对高速电路来说,由于高频信号选择感抗最小的回流路径,较长的地线产生一定的等效串联电感( Equivalent Series Inductance,ESL)会导致该点与地电位之间产生一定的电压降,从而产生了地噪声。同时,对于各电源来说,如果负载高速切换需要较大的负载消耗,而就近的电源供应不能提供足够的输出,也会引起电源电压的短暂下降,从而产生较为严重的电源噪声。

除了以上三种SI问题之外,还有其他的电磁兼容性或者电磁干扰方面的问题也可能会导致信号波形的畸变。当SI问题发生或者满足不了系统噪声容限时,比如说开关接收端产生反射使得信号低于Vih电平或者高于Vih电平(参考值Vih以上的电压被认为是逻辑高电平,Vih以下的电压被认为是逻辑低电平),或者静态接收端的信号电平大于Vih最大值或者低于Vih最小值,或者电源7地电压波动干扰锁存数据,就会导致逻辑错误、数据丢失、误码甚至发生系统瘫痪。 所有与信号完整性噪声问题有关的效应都与下面四类特定噪声源有关,

·单一网络的信号完整性。 ·两个或多个网络间的串扰。 ·电源和地分配中的轨道塌陷。 ·来自整个系统的电磁干扰和辐射。 单一网络的信号质量:在信号路径和返回路径上由于信号突变而引起的反射与失真。 多网络间的串扰:理想回路与非理想回路耦合的感应电容和电感. 电源分配系统中的轨道塌陷:在电源/地网络中的阻抗压降。 来自元件或系统的电磁干扰。