克劳德高速数字信号测试实验室
②数字电路散热设计是数字电路设计工程师必备的第二项基本技能。一方面,数字集成电路的发展趋势是芯片的高集成度和小体积;另一方面,数字信号处理能力和速度在不断提升,必然带来数字电路功耗和热耗的增大。以上两方面的原因共同导致电路单位面积的热流密度增加。当热流密度增加到一定程度时,自然散热方式已经不能满足电路的散热需要,必须考虑并采取合适的散热措施,才能确保其在一定环境温度下正常工作。 高速信号传输设计与分析;电气性能测试高速信号传输DDR测试
影响电源完整性的因素
因此,电信号的传输速度是交变电场和磁场在介质中的建立和传播速度,与介质的介电常数的平方根成反比,即空气的介电常数约为1,大多数印制板绝缘层材料的介电常数约为4,如果电磁场的一部分在PCB内部,一部分在空气中,信号的传输速度则由空气和印制板绝缘材料混合介电常数决定,混合介电常数要小于PCB绝缘材料的介电常数。如果电信号传输线的信号路径在PCB内部,则信号的传播速度约为6英寸每纳秒。如果传输线的信号路径在印制板的表层,信号传输速度大于信号路径在印制板内部的信号传输速度 电气性能测试高速信号传输DDR测试高速信号传输逻辑时序设计;
①高速信号是需要对其传输线进行设计,以确保在传输过程中其波形失真度可以接受的那些信号。模拟信号传输都应该看作高速信号传输,数字信号如果其传输线长度大于该数字信号有效比较高谐波(一般为基频的3~5倍)波长的1/4,该数字信号相对该传输线就是高速信号。
②信号完整性、电源完整性和电磁兼容性是高速信号传输所涉及的三大支撑技术。
③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,需要为各种信号选择设计合适的信号传输通道,使得高速信号传输的电信号能够保形传输。
④电源完整性表示信电源信号的质量在经过传输后仍保持相对良好,选择和设计良好的电源转换装置、中远距电源供电中继电容器、近距电源供电中继电容器和电源信号传输通道是保证电源完整性的基本要求。
⑤电磁兼容性表示电子系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作,同时不对其他电子系统和设备造成干扰
2.2高速信号传输相关的三个方面
上面已经讨论过,高速信号传输研究的主要目的是解决信号保形传输问题,由信号传输的三要素可知,信号的保形传输必须涉及以下三个方面的问题:
●保证信号发送器和信号接收器正常工作;
●保证信号传输过程中信号无失真或有可以允许的失真;
●保证信号在传输过程中无干扰或有可以容许的干扰。
如何设计电源系统,以提供电流相对充足、电压相对稳定的电源给受电器件(信号发送器和信号接收器);如何控制传输通道各段的阻抗,以使其具有相对的一致性;如何设计电磁屏蔽,以控制电磁干扰性和电磁敏感性,保证信号能够被信号接收器正确解码。以上这三个方面是高速信号传输技术涉及的研究内容,它们分别被称为电源完整性、信号完整性和电磁兼容性,是高速信号传输工程化技术的三大支撑技术,三者缺一不可。 高速信号传输不正确是电子产品研制过程中经常遇到的问题;
高速信号传输不正确是电子产品研制过程中经常遇到的问题。例如,产品在调试过程中,某个(些)信号的波形或时序与设计结果略有差异,从而导致产品无法工作或工作状态不稳定;或者产品上电时似乎受到外界莫名其妙的干扰时好时坏;或是产品工作稳定了,却干扰其他电子设备正常工作,或做电磁兼容测试时,不能通过某些电磁兼容测试项目;更多的情况是,某台产品同时出现以上两种或两种以上现象。事实上,信号完整性、电源完整性和电磁兼容性是电子产品走向用户之前必须达到的基本性能,否则产品要么无法稳定工作,要么可能干扰其他电子产品,或可能受到其他电子产品的干扰而无法正常工作。高速信号传输信号传输设计;电气性能测试高速信号传输DDR测试
数字信号是否为高速信号,除了与信号的频率有关,还与传输它的线路长度有关;电气性能测试高速信号传输DDR测试
高速信号传输技术理论和概念繁多
对于大多数从事电子设计的工程师,由于没有系统的电磁兼容、信号完整性和电源完整性技术专业学习和培训,往往接触到许多众说纷纭的有关高速信号传输方面的解释,这些解释往往为了说明SI、PI和EMC相关理论、概念和技术,从不同的角度引入了很多概念和名词。比如,是“地”的概念,就有安全地、结构地、屏蔽地、数字地、模拟地、地平面、地信号等,而且这些地各有各的定义和用途。再比如,接“地”的方式也有很多要求,包括单点共地、多点共地、混合共地、数字地与模拟地分割、悬浮地等,它们有各自的特点和适用的场合。
这些概念和名词对于专业从事电磁兼容、信号完整性和电源完整性专业的工程师来讲或许不是问题,可能是对他们工程化技术方面的补充。但是,对于大多数电子设计工程师来讲,这可能令他们眼花缭乱、无所适从,而且对于产品设计中出现的问题,其往往不知道到底用什么概念去解释和解决。
电气性能测试高速信号传输DDR测试
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...