智微科技工程師淺談-高速PCB設計與信號完整性分析
談到高速pcb設計,人們首先想到的就是信號完整性問題。
信號完整性主要是指信號在信號線上傳輸的質量,當電路中信號能以要求的時序、持續時間和電壓幅度到達接收芯片管腳時,該電路就有很好的信號完整性。當信號不能正常響應或者信號質量不能使系統長期穩定工作時,就出現了信號完整性問題,信號完整性主要表現在延遲、反射、串擾、時序、振蕩等幾個方面。
一般認為,當系統工作在50MHz時,就會產生信號完整性問題,而隨著系統和器件頻率的不斷攀升,信號完整性的問題也就愈發突出。元器件和PCB板的參數、元器件在PCB板上的布局、高速信號的布線等這些問題都會引起信號完整性問題,導致系統工作不穩定,甚至完全不能正常工作。
信號完整性技術經過幾十年的發展,其理論和分析方法都已經較為成熟。對于信號完整性問題,信號完整性不是某個人的問題,它涉及到設計鏈的每一個環節,不但系統設計工程師、硬件工程師、PCB工程師要考慮,甚至在制造時也不能忽視。
解決信號完整性問題,必須借助先進的仿真工具,如Cadence的SPECCTRAQuest就是不錯的仿真工具,利用它可以在設計前期進行建模、仿真,從而形成約束規則指導后期的布局布線,提高設計效率。
隨著Cadence 在今年6月推出的專門針對千兆赫信號的仿真器MGH——它是業界首個可以在幾秒之內完成數萬BIT千兆赫信號的仿真器——信號完整性技術更臻完善。
相對于信號完整性,電源完整性是一種較新的技術,它被認為是高速高密度PCB設計目前*大的挑戰之一。
高速電路的PCB板級描繪是非常具有挑戰性的。為了包管電路的正確任務,需求精心描繪電路的PDS,包羅在電路板上增加數以百計的退耦電容,而且依據需求挑選適宜的電容值及其方位。選用對虛擬原型進行仿真的辦法代替重復實驗的描繪辦法來優化電路板的電源完好性描繪,可以有用縮短描繪周期而且節省描繪本錢
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