邊沿時間會影響信號達到翻轉門限電平的時間,并決定信號的帶寬。
信號之間的偏移(Skew),指一組信號之間的時間偏差,主要是由于在信號之間傳輸路 徑的延時(傳輸延遲)不同及一組信號的負載不同,以及信號的干擾(串擾)或者同步開關 噪聲所造成信號上升下降時間(Rising and Falling Time)的變化等引起的在分析源同步信號時序時需要考慮信號之間的偏移,比如一組DDR數(shù)據走線和數(shù)據釆樣時鐘 之間的傳輸時延的偏差。
有效高低電平時間(High and Low Times),指信號保證為高或低電平有效的時間,如圖 1-15所示。在分析信號時序時必須保證在接收端的數(shù)據/地址信號的有效高低電平時間能夠滿 足接收器件時鐘信號判決所需要的建立保持時間的時序要求。 信號完整性基本定義是指一個信號在電路中產生相應的能力。重慶自動化信號完整性分析
3、信號完整性的設計方法(步驟)掌握信號完整性問題的相關知識;系統(tǒng)設計階段采用規(guī)避信號完整性風險的設計方案,搭建穩(wěn)健的系統(tǒng)框架;對目標電路板上的信號進行分類,識別潛在的SI風險,確定SI設計的總體原則;在原理圖階段,按照一定的方法對部分問題提前進行SI設計;PCB布線階段使用仿真工具量化信號的各項性能指標,制定詳細SI設計規(guī)則;PCB布線結束后使用仿真工具驗證信號電源等網絡的各項性能指標,并適當修改。
4、設計難點信號質量的各項特征:幅度、噪聲、邊沿、延時等。SI設計的任務就是識別影響這些特征的因素。難點1:影響信號質量的因素非常多,這些因素有時相互依賴、相互影響、交叉在一起,抑制了某一因素可能會導致其他方面因素的惡化,所有需要對各因素反復權衡,做出系統(tǒng)化的綜合考慮;難點2:有些影響信號傳輸?shù)囊蛩厥强煽氐?,而有些是不可控的?重慶自動化信號完整性分析信號完整性測試系統(tǒng)主要功能;
信號完整性(SignalIntegrity,SI)是指信號在信號線上的質量,即信號在電路中以正確的時序和電壓作出響應的能力。如果電路中信號能夠以要求的時序、持續(xù)時間和電壓幅度到達接收器,則可確定該電路具有較好的信號完整性。反之,當信號不能正常響應時,就出現(xiàn)了信號完整性問題。
隨著高速器件的使用和高速數(shù)字系統(tǒng)設計越來越多,系統(tǒng)數(shù)據率、時鐘速率和電路密集度都在不斷地增加。在這種設計中,系統(tǒng)快斜率瞬變和工作頻率很高,電纜、互連、印制板(PCB)和硅片將表現(xiàn)出與低速設計截然不同的行為,即出現(xiàn)信號完整性問題。
信號完整性問題能導致或者直接帶來諸如信號失真,定時錯誤,不正確的數(shù)據,地址、控制線和系統(tǒng)誤差等,甚至使系統(tǒng)崩潰,這已成為高速產品設計中非常值得注意的問題。本文首先介紹了PCB信號完整性的問題,其次闡述了PCB信號完整性的步驟,介紹了如何確保PCB設計信號完整性的方法。
信號完整性分析的傳輸線理論
傳輸線的定義
傳輸線可定義為傳輸電流的有信號回流的信號線,所以,電路板上的走線、同軸電纜、 雙絞線等有信號回流的信號傳輸路徑都可以看作傳輸線。前面我們說過,當信號互連的電路 尺寸接近信號中設計者所關心的比較高頻率的波長時,互連線上不同位置的電壓或電流的大小 與相位均可能不相同,需要用到分布式元件來考慮。
現(xiàn)代的智能手機、計算機、通信設備等電子產品都內含復雜的電路板,這些電路板上的走 線都可以認為是傳輸線,它們負責把各種芯片連接在一起,并相互進行通信, 克勞德高速數(shù)字信號測試實驗室信號完整性使用示波器進行波形測試;
信號完整性改善方法:
-添加電源濾波電容和電源抗性;
-添加信號濾波器;
-減少線路長度;
-減少單板上的信號層間距離;
-加強屏蔽接地,減少電磁輻射干擾;
-使用差分信號傳輸,減少串擾。
綜上所述,理解信號完整性的基礎知識并掌握常用的測試方法,對于設計高速數(shù)字系統(tǒng)以及解決信號干擾和失真問題非常重要。
總之,信號完整性是高速數(shù)字系統(tǒng)設計中的一個關鍵問題,它需要設計人員了解基本概念、常見的失真類型和相應的分析方法。通過對信號完整性進行分析和優(yōu)化,可以確保數(shù)字系統(tǒng)在傳輸和處理高速數(shù)據時能夠滿足性能和可靠性要求。 數(shù)字信號完整性測試進行抖動分析結果;重慶自動化信號完整性分析
信號接口一致性高速信號完整性測試;重慶自動化信號完整性分析
眼圖測試
眼圖測試是常用的測試手段,特別是對于有規(guī)范要求的接口,比如 E1/T1、USB、10/100BASE-T,還有光接口等。這些標準接口信號的眼圖測試,主要是用帶 MASK(模板)的示波器,包括通用示波器,采樣示波器或者信號分析儀,這些示波器內置的時鐘提取功能,可以顯示眼圖,對于沒有 MASK 的示波器,可以使用外接時鐘進行觸發(fā)。使用眼圖測試功能,需要注意測試波形的數(shù)量,特別是對于判斷接口眼圖是否符合規(guī)范時,數(shù)量過少,波形的抖動比較小,也許有一下違規(guī)的情況,比如波形進入 MASK 的某部部分,就可能采集不到,出現(xiàn)誤判為通過,數(shù)量太多,會導致整個測試時間過長,效率不高,通常情況下,測試波形數(shù)量不少于 2000,在 3000 左右為適宜。 重慶自動化信號完整性分析
從1/叫轉折頻率開始,頻譜的諧波分量是按I/?下降的,也就是-40dB/dec (-40分貝每 十倍頻,即每增大十倍頻率,諧波分量減小100倍)。可以看到相對于理想方波,從這個頻 率開始,信號的諧波分量大大減小。 基本上可以看到數(shù)字信號的頻域分量大部分集中在1/7U,這個頻率以下,我們可以將這個 頻率稱之為信號的帶寬,工程上可以近似為0.35/0,當對設計要求嚴格的時候,也可近似為 0.5/rro。 也就是說,疊加信號帶寬(0.35/。)以下的頻率分量基本上可以復現(xiàn)邊沿時間是tr 的數(shù)字時;域波形信號。這個頻率通常也叫作轉折頻率或截止頻率(Fknee或cut off frequ...