高速芯片封装中多平行传输线的设计与优化

随着封装基板朝着高阶高密度方向发展,其信号完整性问题也日趋严重。为研究高速互连结构中反射、串扰等问题与封装基板类型、设计参数和传输线物理特性的相关性,改进了简单的二线平行耦合模型,采用三维电磁仿真软件构建了新的封装级三平行传输线模型,分析了陶瓷基板与有机基板上的传输线反射和串扰特性,研究了该结构下减小反射系数与串扰噪声的方法。仿真结果表明,封装基板上传输线反射系数S₁₁与阻抗匹配程度相关,受信号线宽、厚度和介质厚度影响较大,且S₁₁最小值在不同频率下匹配的最优线宽也不同,需根据不同信号频率具体选择。近端串扰系数受边缘场作用,与线间距密切相关,远端串扰系数受介质厚度影响较大,在相同条件下,远端串扰噪声一般小于近端串扰,对其评估时需结合基板上信号密度、基板材料特性和介质厚度具体分析。     

DDR4并行互连传输串扰特性仿真与分析

为满足高带宽存储应用需求,访存速率和互连密度越来越高。DDR4作为主存领域应用广泛且速率较快的并行存储互连技术,上升/下降沿时间或低至百ps量级,信号间串扰不容忽视。以某DDR4驱动模型和板级嵌入式应用为研究对象,建立多线打扰模型,从时域角度仿真分析布线间距、打扰源相位、数据速率、耦合传输线长对带状线传输串扰的影响。结果显示：5倍介质厚度布线间距条件下串扰接近于0 mV,不同相位关系打扰源形成的总串扰具有成倍双向差异。对于特定访存速率,耦合传输线长度与串扰极值存在周期性对应关系,据此合理设计DDR数据组线长,可以有效规避串扰极大值。     

高速互连总线结构中多平行传输线间的串扰分析与控制

随着数字芯片和系统的时钟频率不断提高, 串扰成为高速互连系统设计、分析中不容忽视的严峻问题。为研究串行总线结构中多平行传输线间串扰的影响, 分析了电信号传输时串扰产生的机理, 采用信号完整性分析软件Hyperlynx, 构建了三平行传输线串扰模型和总线电路模型, 研究了不同模型中控制多平行传输线间串扰噪声的方法。仿真验证结果表明, 增加传输线间距、减小介质层厚度、进行端接匹配可以明显减小平行传输线间的串扰。最后提出了减小总线电路模型中抑制串扰噪声干扰的相应措施。     

基于混合S参数法的微带线耦合效应研究

采用混合S参数法研究了入射波和集总电源共同激励下微带线的终端响应,对于微带线上的传输线模式波和天线模式波的计算采用了Galerkin积分方法,避免了采用广义函数束方法(GPOF)从仿真结果中提取信号的过程,从而简化了计算步骤,减少了计算时间;通过与电磁仿真软件HFSS仿真结果的比较,验证了该方法的正确性;并采用混合S参数方法计算了不同微带线参数对耦合效应的影响,研究表明,当微带线长度变长,宽度变宽,介质基板厚度变厚,介质基板相对介电常数变大时,耦合效应变强,其中耦合效应受长度影响最大。     

PCB传输线间串扰抑制方法分析

研究数字电子技术设备中,串扰是印刷电路板(PCB)上电磁兼容的重要内容之一.为了抑制PCB传输线间串扰,提高系统信号准确性,消除噪音,通常在传输线间插入一列用金属填充的、顶端用微带连接的接地柱线(简称保护带).由于加有保护带的传输线系统结构复杂,理论分析比较困难,利用网络级联的方法对加有保护带的传输线建模进行分析.计算分析结果表明,加入保护带能有效地抑制线间串扰,保护带参数(接地柱间距、半径)的变化对串扰抑制有明显影响.研究对工程中正确设置保护带以降低串扰提供了必要的参考.     

矩形谐振腔串扰抑制方法研究

在高速数字系统中,信号完整性问题越来越突出,信号速率和设计密度的不断提高使得串扰上升为主要因素之一。先研究了基于矩形谐振腔的串扰抑制方法;然后与三倍线宽方法(3W方法)和有过孔接地的防护线方法的对比分析表明,矩形谐振腔方法对微带线间近端串扰的抑制能力不理想,但对远端串扰的抑制非常有效,在频域仿真中远端串扰幅度可提高12 dB和8 dB,在时域仿真中远端串扰峰值分别为前两种方法的18.2%和23.1%;最后进一步研究了矩形谐振腔的结构参数（间距、长度和宽度）对远端串扰的影响,发现这三个参数存在一组最优值,能最大程度地减小远端串扰。     

微带线间远端串扰的电磁仿真研究

为研究降低远端串扰的方法,利用Ansoft HFSS软件对线间串扰进行电磁仿真研究.研究表明,通过添加防护线、覆盖介质层等措施可以降低远端串扰的影响.在一定频率范围内增加RSR结构中金属贴片的长度和数量,使金属贴片厚度接近微带线厚度等措施,会具有更好的效果;选择具有较高相对介电常数的覆盖介质层材料及增大介质层的厚度也可以降低远端串扰的影响.     

数字电路串扰故障测试的路径敏化方法研究

数字电路集成度的提高特别是近年来系统芯片的出现,信号线之间的间距不断缩小,使得信号线间容易发生串扰.文章首先对串扰故障模型,特别是信号线间容性和感性耦合所产生的串扰及其特征进行了讨论,其次针对数字电路中串扰故障的检测,研究了基于路径敏化的测试矢量生成方法,给出了方法的实现步骤.     

基于链路参数的屏蔽双绞线串扰预测模型

针对机载屏蔽双绞线与相邻线缆之间存在串扰的问题,提出基于链路参数的屏蔽双绞线串扰预测模型.在考虑屏蔽层转移阻抗的基础上推导出屏蔽双平行线的多导体传输线方程;将非均匀的屏蔽双绞线等效为多个扭绞级联,每个扭绞进一步简化为多段均匀传输线级联;使用级联传输线理论求得总的链路参数矩阵,进而得到单根线缆对屏蔽双绞线串扰模型.该模型求解结果与CST仿真结果对比表明,两者串扰随频率变化趋势一致,对串扰最大值的预测一致.实验结果表明,模型能有效预测串扰最大值.     

伯格龙图解法的再推广——非弱耦合串扰的图解分析法

本文将伯格龙图解法作进一步推广,可用来分析均匀介质中二条平行传输线间的串扰,不必对它们之间作“弱耦合”和其中之一为“静置线”的假定,并且对传输线两端所接为线性和非线性电阻网络都适用。