2.3.1信号完整性的定义信号完整性,
英文为SignalIntegrity,简称SI,指信号在传输过程中,其波形保持不变或只在可容许范围内失真,不影响信号接收器对信号的正确接收和解码。信号完整性表示信号的质量在经过传输通道传输后仍保持相对良好的特性。我们以“河道中的波浪”类比信号传输通道上的电信号,以河道与“空中的水汽通道”组成的波浪传输通道类比信号传输通道,可以更直观地理解信号完整性的概念,虽然这个类比不是十分恰当。
一条河道连接上游和下游两个水库,平静的河流在河道中流淌,当上游水库的闸门突然被抬高(或压低)时,河流上游端的水位由于水库出水量的突然增加(或减少)而升高(或下降),水位的升高(或下降)变化形成一个一定形状的波浪,波浪沿着河道向下游移动,直到下游水库入口处。波浪在移动到下游水库入口处时,其形状有两种情况:一是波浪的形状与在上游水库出口处形成时的形状保持着一定程度的相似性,我们就认为波浪形状在移动过程中是良好的,是完整的;二是由于各种原因使得波浪的形状与形成时的形状有很大差别,我们就认为波浪的形状是不良好的,是不完整的。 高速信号传输的信号完整性;眼图测试高速信号传输项目
①理解电阻、电感、电容等特性,其本质就是对电流、电流变化和电压变化具有的抵抗力,以及电阻器、电感器、电容器几种器件不仅具有主特性,在高速信号传输电路中还表现出其他的特性。
②掌握高速信号传输、信号完整性、电源完整性和电磁兼容性的概念,以及高速信号传输技术与信号完整性、电源完整性和电磁兼容性技术的关系。
③认识信号传输线、供电传输线、信号回路、供电回路、信号传输线的特征阻抗、供电中继电容器等概念和意义,并纠正对地、屏蔽、信号回路几个概念的误解。
④了解信号类型、电源类型、信号传输线类型及其适合传输的信号类型、电源传输线类型及其适合传输的电源类型、供电中继电容器类型,以及各种信号传输线和电源传输线的屏蔽效能对比。实际上,掌握了这些,我们就从本质上了解了高速信号传输的原理和本质,综合考虑工程化因素(如产品成本、可制造性和可实现性等),结合使用相关的设计、仿真和测试工具,就可以很轻松地进行高速信号传输设计和问题的分析。 眼图测试高速信号传输市场价高速信号传输所涉及的三大支撑技术;
2.4.2影响电源完整性的因素
良好的电源供电单元,类似良好的个人资金供给系统,应满足以下条件:
●电源转换装置必须能够提供稳定且功率充足的电源功率,否则受电器件会因得不到足够的电源功率而无法正常工作;
●中远距电源供电中继电容器必须能够存储足够的电源能量,并及时补充受电器件附近的近距电源供电中继电容器所消耗的能量;
●近距电源供电中继电容器必须能够为受电器件正常工作提供即时电源能量,满足器件内晶体管状态翻转所需瞬态变化的电流能量;
●供电单元有良好的电源信号传输通道,提供良好的电源传输。如果上述4个条件中的任一项不能得到满足,就会破坏电源供电单元的良好性,即电源的完整性得不到保证。因此电源完整性设计就是合理设计这些组成部分,以保证芯片电源端的电压波动维持在一个合理范围,并且供电电流充足,这样电源供电单元才具备电源完整性。
高速信号传输技术的复杂性
(1)与高速信号传输相关的理论及概念缺失在学术上,与高速信号传输相关的SI、PI和EMC理论、概念和技术相当完整和成熟。但是,高速信号传播在电子设计工程化技术方面的理论和概念严重缺失。大多数从事电子设计专业的工程师缺少SI、PI和EMC相关理论、概念和技术,主要原因是在高等教育过程中缺少这些理论课程的教育和培训,在工作实践中也很少有相关专业理论、概念和技术的学习和培训。大多数高校还没有高速信号传输技术相关专业课程。大部分高校虽然设立电磁兼容性专业课程,但这些课程是专为电磁兼容专业的学生而设立的,课程的内容尤其是麦克斯韦方程的解算对于一般电子设计专业的学生来讲很高深,电子设计专业讲授的大多是逻辑设计和电子设计的相关课程。
高速信号的界定标准;
数字信号的时域特性
例如,一个周期为T=25ns的时钟信号,其时钟频率为f=1/25ns=0.04GHz=40MHz。信号的上升时间通常定义为信号从终值的10%跃变到90%所经历的时间,又称之为10~90上升时间。信号的下降时间定义为从终值的90%跃变到10%所经历的时间。2.1.3数字信号的频域特性任何一个信号都可以由一组正弦波组合而成,在数学上可以将信号波形的数学描述通过傅里叶变换转换为一组正弦波,每一个正弦波称为信号的一个频率分量,每一个频率分量都有相关的幅度和相位,我们把所有这些频率值及其幅度值的称为信号的频谱。信号的波形是时域的表现,信号的频谱是频域的表现,把时域信号以信号的频谱表示称为信号的时域—频域变换,即傅里叶变换。如果我们知道信号的频谱,要观察它的时域波形,只需将每个频率分量变换成它的时域正弦波,再将其全部叠加即可,这个过程称为傅里叶逆变换。
掌握高速信号传输、信号完整性、电源完整性和电磁兼容性的概念;眼图测试高速信号传输项目
高速信号传输设计与分析;眼图测试高速信号传输项目
特征阻抗一般有两种说法:
1、当信号传输时,本质微电磁波传输,此时伴随着电场和磁场,而阻抗被定义为电场和磁场的比值;
2、但信号传输时为高速信号,此时传输线非理想线,包含分布参数如电容、电感和电阻,此时对于信号来讲这些参数形成的阻抗就是瞬时阻抗值。微带线特性阻抗与输入阻抗和输出阻抗一致时,对信号传输比较好,此时不会发生反射。此时我们说传输线阻抗是连续的,不会发生反射。
阻抗不匹配
如果不匹配,将会导致信号反射问题,终引起过冲和下冲问题。
源端我们说一般叫做源端匹配,就算源端不匹配了在源端发生了反射,但是不会传到终端去;此时需要终端完全吸收掉,所以我们叫源端匹配,终端吸收。 眼图测试高速信号传输项目
高速信号的传输过程分析 在高速信号调试时工程师必须首先调试并验证其设计是否符合物理层规范。在此阶段,信号完整性(如眼图和抖动)是关键问题,很多这种验证和调试是通过使用伪随机码序列(PRBS)或循环测试码,并结合示波器及示波器厂家提供的串行数据眼图和抖动分析软件来完成的。在确保物理层信号质量没有问题后,串行信号从测试码变为8b/10b编码字符序列,此时系统级问题成为调试的重点,问题可能会出现在物理层-链路层域(涉及信号完整性和数据完整性的交叉领域)。这时,就需要对物理层信号实现解码分析。对于现代的高速串行系统,系统之间的协调工作显得更为突出,协议间的任何也会导致整个系统出现问题,因此...