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![]() 我最近收到多方要求让我给出信号完整性分析的确切定义，以及什么时候需要进行信号完整性分析。换句话说，什么是SI，怎么知道是否需要进行SI分析？那么本周我将给大家简单介绍下。) A+ Z$ b. p5 O J
什么是信号完整性+ d- @4 [1 [4 d
我们首先从定义出发。信号完整性通常是用来描述互连数字信号的模拟效果，或者是互连是怎样完美信号从芯片传递信号的。另一种描述信号完整性的方法是，正因为由于信号完整性的影响，使得互连与信号的关系变得错综复杂。: \' J4 \/ s& K& ^" D% v
我喜欢将各种信号完整性问题分为六个类别： - b v0 W: Z5 G9 m
. Z! h5 t z3 X9 `* p/ }" Y" i9 n8 z( y) |1 g- c6 V# k! ^
+ Z- T k! l% S( M& v% c
1。反射噪音引起的信号质量问题
/ F8 A+ n, l+ l3 X: P# p2。线与输电线路之间的串扰
3 H0 X6 P! Z4 L Q7 r; m3。从地层返回路径而来的不连续的反弹噪声 : ]5 I( r9 l2 l- g. [- ^( U! u, d
4。互联中的损耗造成的Rise Time上升时间下降
- s: q, N, ?; o; M4 ]. A' b5。电力输送路径中的电压问题 5 M+ e' F( a7 A
6。电磁干扰
/ R |3 q. q: P, g4 u) N0 J5 s6 a* H' D- F% j# r
解决这些问题的方法，是从其根源找出问题的原因，并从设计的一开始就将他们排除在整个系统之外。如果你能够出色得将这些问题在设计中解决，那么你的产品中就不会又信号完整性问题。如果您的信号上升时间都很长，如2-5纳秒，那么信号完整性的影响通常是非常微不足道，互连将变得很容易上手，不管怎么做 – 结果都差不多。反之，上升时间越短，信号完整性问题将越突出。
+ B5 K% W5 A; B( ~# {" j2 Y# u当然，你不能完全消除这些问题，在设计目标为成本效益占主导的产品中，我们要做的就是使用尽量底的设计余量，而同时把问题降低到最小，到可以接受的水平。同时，您还需要你的产品能够一次成功，因为万一设计出现故障，你很少能负担得起重新设计的时间和成本。您可以增加设计余量，以减少故障的风险，但增加了成本。你该如何进行风险和成本权衡？
" t& \- C8 W$ V, s& X3 l! N这就是信号完整性分析要解决的。6 X7 }# d- \' E$ }
2 ^# m9 R! p, _ z: O% p, }
是否要分析呢，这是一个值得思考的问题* d: \1 {' {4 N3 j3 j( i+ k; e
如果你想真正降低风险，同时成本对你来说不是问题，那么就重复设计您的产品：利用更多的层面，使用包含大量的电源层的底层的封装，在电源层和底层之间使用足够薄的绝缘层，大量的去耦电容，使用宽的信号路径，聚四氟乙烯的层压板，使用微孔HDI 载板。/ i* @. i2 ^) R3 v( `2 n, V& N& \
即使如此，谁也不能保证信号完整性问题会完全被消除，但这么做故障的风险会降到很低。如果您想保留低风险，同时又尽量减少不必要的设计余量，那么你要做的就是在投入生产之前做信号完整性分析，让你对产品有足够的信心，以保证在成本降低的时候，该产品仍然能够正常工作。如果一切ok的话，那么就送到生产厂进行生产。! R% Z, [; S m5 P1 l
信号完整性分析是对系统性能进行评估，然后再建立自己的产品。这不仅仅是一个使用复杂的模拟工具的问题，而是在于通过设计准侧，分析近似值，数值仿真工具来取得适当的平衡。所有这些工具在分析系统中起到非常重要的作用。如果您对您的分析工具很有信心，即使设计余量很小，这些工具也可以大幅降低你的风险以及产品无法工作的可能性。
5 O: Q7 F6 }+ g5 W# N) W6 b' L8 |信号完整性分析，可以节省时间和金钱，使你提高学习曲线，并获得一个成本效益非常高的设计流程。您做的正确分析越多，同样的风险水平下您需要加入的设计余量就越少，从而潜移默化的降低产品成本。
+ d- J. ^& u; a/ Y( q8 _所以，什么时候应该去进行信号完整性分析？如果您使用5纳秒的信号，你可能能够依靠运气使您的设计工作一次成功。
+ l, {, G) M. P! {但请记住，随着时钟频率上升，运气所占的比率就越来越低了。这时候你就需要通过信号完整性分析来帮助你实现具有成本效益并且一次性成功的设计。$ m! y- {9 R* I4 u6 K. ^
. D" X J' H% _8 f( H0 x7 O' S
Eric Bogatin,“信号完整性福音书”，他是Bogatin Enterprises的建立者，并且是很长时间担任设计方面的指导者。您可以询问他很多关于信号完整性方面的问题。他的联系方式是eric@bethesignal.com |
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发表于 2010-4-7 16:01
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发表于 2013-9-5 21:25
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