高速电路信号完整性问题

信号完整性要求就是信号从发送端到互连传输过程中以正确的时序、幅度及相位到达接受端，并且接受端能正常的工作，或者可以说信号在互连传输中能很好的保持时域和频域的特性。通常还有以下两种定义：

1.当信号的边沿时间小于4-6倍的互连传输时延，需要考虑信号的完整性问题。

2.当线传播时延大于驱动端的上升沿或下降沿将会引起传输的非预期的结果。

3.简单说下时域和频域的关系，时域:是真实世界的，指的是时间域，自变量是时间。频域:是用于分析时域的一种方法，指的是频率域，自变量是频率。 克劳德实验室信号完整性测试系统平台；；浙江信号完整性分析眼图测试

信号完整性（SignalIntegrity，SI）是指信号在信号线上的质量，即信号在电路中以正确的时序和电压作出响应的能力。如果电路中信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收器，则可确定该电路具有较好的信号完整性。反之，当信号不能正常响应时，就出现了信号完整性问题。

随着高速器件的使用和高速数字系统设计越来越多，系统数据率、时钟速率和电路密集度都在不断地增加。在这种设计中，系统快斜率瞬变和工作频率很高，电缆、互连、印制板（PCB）和硅片将表现出与低速设计截然不同的行为，即出现信号完整性问题。

信号完整性问题能导致或者直接带来诸如信号失真，定时错误，不正确的数据，地址、控制线和系统误差等，甚至使系统崩溃，这已成为高速产品设计中非常值得注意的问题。本文首先介绍了PCB信号完整性的问题，其次阐述了PCB信号完整性的步骤，介绍了如何确保PCB设计信号完整性的方法。 浙江信号完整性分析眼图测试信号完整性分析近端串扰与远端串扰问题?

当考虑信号完整性问题时，信号质量(回冲、振铃、边沿时间)会对有效高低电平时 间产生影响。

抖动(Jitter),按照ITU-T的定义，抖动指输出跃迁与其理想位置的偏差，如图1-16所 示。在考虑并行总线的时序时，过多的抖动可能浪费宝贵的时钟周期，或者导致获得错误的 数据。抖动在设计时钟脉冲发生和分发电路时起着重要作用。在考虑高速串行链路传输时， 过多的抖动会造成误码率达不到指标。抖动的来源有很多，包括电源噪声、电路板布线， 以及锁相环输入基准时钟在环路带宽内的噪声或调制、串扰、环境温度(热干扰)、电磁 辐射等。

利用分析软件，可以对眼图中的违规详细情况进行查看，比如在 MASK 中落入了一些采样点，在以前是不知道哪些情况下落入的，因为所有的采样点是累加进去的，总的效果看起来就象是长余晖显示。而新的仪器，利用了其长存储的优势，将波形采集进来后进行处理显示，因此波形的每一个细节都可以保留，因此它可以查看波形的违规情况，比如波形是 000010 还是 101010，这个功能可以帮助硬件工程师查找问题的根源所在。

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边沿时间会影响信号达到翻转门限电平的时间，并决定信号的带宽。

信号之间的偏移(Skew),指一组信号之间的时间偏差，主要是由于在信号之间传输路 径的延时(传输延迟)不同及一组信号的负载不同，以及信号的干扰(串扰)或者同步开关 噪声所造成信号上升下降时间(Rising and Falling Time)的变化等引起的在分析源同步信号时序时需要考虑信号之间的偏移，比如一组DDR数据走线和数据釆样时钟 之间的传输时延的偏差。

有效高低电平时间(High and Low Times),指信号保证为高或低电平有效的时间，如图 1-15所示。在分析信号时序时必须保证在接收端的数据/地址信号的有效高低电平时间能够满 足接收器件时钟信号判决所需要的建立保持时间的时序要求。 信号完整性测试系统主要功能；浙江信号完整性分析商家

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从频域上看，判断是否是高速数字信号的准则不仅是信号的基础频率，还包括其高次 波影响。对数字电路而言，边沿的速率是直观的因素之一。在工程上可以认为当信号边沿 时间小于4〜6倍的互连传输时延时，应考虑信号完整性的行为。

从时域信号波形来看，我们可以看到后面研究的传输线的特征阻抗、反射、串扰及 同步开关噪声等问题都是研究数字信号从0到1和从1到0跳变时的瞬态行为，其与边沿 速率相关。

这是一个2MHz时钟信号传输的电路，由3807时钟驱动器输出（D41）,经过一段电路 板走线（TL1）后接一个电阻（R113）,再经过一段电路板走线（TL2）连到接收端（D40）, 为什么3807的输出端要串联一个33。的电阻呢？

通过仿真我们可以看到没有这个电阻和有这个电阻接收到的信号的差别。

没有这个电阻时接收到的信号，如图1.8所示是有这个电阻时接收到的 信号。可以看到当没有这个电阻时信号有很大的过冲和振铃产生，串联了这个电阻后问题有 很大的好转。 浙江信号完整性分析眼图测试

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