高速数字PCB互连设计信号完整性研究

随着数字系统时钟频率越来越高,信号跳变时间越来越短,高速数字PCB的互连设 计对整个系统电气性能的影响也越来越大"高速系统中,高速信号经过互连线时会产生一系列的信号完整性(Signalhitegrity,简称sI)问题"因此,如何处理由高速互连引起sI问题,己成为高速数字系统设计成功与否的关键问题之一" 本文主要研究由高速无源互连单元所引起的延时!反射!串扰!不连续性等SI问题" 首先分析了反射和串扰发生的机理,并给出了通过端接技术减小反射的仿真波形和通过改变传输线参数对串扰影响的仿真波形,得出了一些减小串扰的措施"然后,分析了差分阻抗控制及差分对抗串扰能力"通过/场0/路0结合的方法对差分互连的传输特性和远端串扰进行了建模仿真分析,并推导出奇模!偶模传播速度存在差异,导致差分微带结构引入额外噪声"最后,对高速互连设计中的单端和差分互连不连续性问题如:孔!拐角和回流不连续进行Sl分析和建模仿真,通过对S参数曲线的分析得出:过孔的传输特性与过孔孔径!焊盘和反焊盘的直径大小有关;单端拐角中的45"外斜切结构具有更好的传输性能,差分拐角的长度不匹配会引入差分噪声,差分噪声的大小与信号上升时间有关;地平面开槽造成回路电感增加,引入不连续,设计中应避免参考平面的开槽"总之,由仿真和分析结果可以得出一些减小sI问题的结论,由此制定相关的布局!布线规则来约束PCB设计,可以达到良好的设计效果,缩短研发周期,也进一步证明了对高速互连进行信号完整性分析的重要意义"