1.1

什么是信號完整性

信號完整性是指在規(guī)定的時間內(nèi)，信號從源端傳輸?shù)浇邮斩?，信號不失真（能判斷出信號的高低電平）?/p>

信號從源端發(fā)出以后，會經(jīng)過傳輸線輸送到接收端，期間必定會受到傳輸鏈路中各種因素的影響，例如電阻、電容、連接器、芯片封裝等，這些因素會導(dǎo)致某些信號發(fā)生不同程度的形變，從而使接收端收到錯誤的信號電平，這些失真的信號就是所謂的信號完整性問題。

1.2

什么情況下要考慮信號完整性

早期時鐘頻率只有10MHz，對PCB的設(shè)計只需考慮如何把互連線拉通，因為對于低速信號，傳輸線本身的性能并不會影響系統(tǒng)的性能，所以不需要考慮信號完整性的問題，系統(tǒng)也能夠穩(wěn)定地工作。

但隨著科技的進步，現(xiàn)在的時鐘頻率越來越高，信號的上升邊也變得越來越短。對于大多數(shù)電子產(chǎn)品而言，當(dāng)時鐘頻率超過100MHz或信號的上升邊小于1ns時，信號完整性就變得很重要了。通常將這種領(lǐng)域叫做高頻/高速領(lǐng)域。

高速/高頻信號:當(dāng)信號的上升沿小于6倍的信號傳輸延時時，則被認(rèn)為是高速信號。

考慮設(shè)計周期、成本、初版成功率等因素。

1.3

信號完整性需要研究的內(nèi)容

信號完整性問題通常從這幾個領(lǐng)域分析：

• 單一網(wǎng)絡(luò)的信號失真；
• 損耗引起的上升邊退化
• 相鄰網(wǎng)絡(luò)之間的串?dāng)_
• 地彈和電源彈
• 軌道塌陷
• 電磁干擾

過沖、下沖、回溝、振鈴、反射、衰減、串?dāng)_、阻抗突變、延時、損耗、地彈、抖動、誤碼率等等。

1.4

如何解決信號完整性問題

?經(jīng)驗法則

工程師通過大量實驗數(shù)據(jù)總結(jié)出來的經(jīng)驗，可以在設(shè)計之初作為參考，在進行問題查找的過程中也可作為一種判斷標(biāo)準(zhǔn)。

例：

① 信號上升時間約是時鐘周期的10%，即1/10x1/Fclock。例如100MHz時鐘的上升時間大約是1ns。

② 直徑為1MIL 的圓導(dǎo)線的局部電感約是25NH/IN 或1NH/MM。

?仿真

利用電氣仿真工具可用來預(yù)估互連線對信號行為造成的模擬效應(yīng)。通過仿真，我們可以提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題并提前規(guī)避。

?測量

在制造產(chǎn)品之前，計算對于產(chǎn)品性能的預(yù)估起著關(guān)鍵作用，而測量技術(shù)則對減少風(fēng)險起著關(guān)鍵作用。對任何計算結(jié)果的最終測試就是測量。