基于APD的2.5D封装中介层自动化设计

由于高带宽存储器(High Bandwidth Memory,HBM)的高带宽特性,在2.5D封装中介层(Interposer)的版图设计过程中存在大量HBM接口的连线需要手动完成。介绍了如何使用SKILL语言在Allegro封装设计工具(Allegro Package Design,APD)中实现HBM接口的自动布线,将原来的手动布线时间从2周缩短到10 min,大大压缩设计周期。     

基于信号与电源完整性的有效分析优化2.5D-3D的设计

HBM(高带宽内存)存储系统与传统的DRAM接口相比,具有高速率和低功耗特性。在2.5D/3D的设计中,随着HBM速率的提高,对信号与电源完整性的设计的考量越来越重要,如何通过有效的仿真指导产品的设计是一个挑战。首先从信号完整性的角度讨论了设计的考量点,其次从电源完整性的角度讨论电源噪声在高速传输信号中的影响,并提出了如何仿真与预测大量同步开关噪声等电源噪声对眼图的影响,最后基于芯片的测试结果对比仿真,给出结论。     

DDR2存储系统动态匹配技术

随着同步动态随机存储器DDR2 SDRAM性能的日益提高,对存储系统的设计也提出了更高的要求.芯片内部动态电阻匹配技术是高性能DDR2存储系统设计中提高信号传输质量的关键技术.介绍了DDR2存储器中动态匹配技术的电路结构、信号反射分析以及匹配电阻的实现,指出了采用动态匹配技术的存储系统设计中需要着重考虑的关键问题,并通过软件模拟对动态匹配电路和传统的印制板匹配电路的信号进行了分析和对比.     

Rambus解决方案扩展高性能内存子系统产品

Rambus近日宣布推出 Rambus HBM2E 内存接口子系统,该子系统包括一个完全集成的PHY和控制器,在三星先进的14/11 nm FinFET工艺上经过硅验证.通过利用30多年的信号完整性专业知识,Rambus解决方案的运行速度高达3.2 Gbps,可提供410 GB/s的带宽.     

微处理机控制的数字图象显示系统设计

本文描述了用6502微处理机和16K 存储器组成的数字图象显示系统,每幅画面由256×256象元组成,每个象元灰度为2bit。图象数据由微处理机控制写入图象存储器,图象存储器写入或读出状态用程序控制。从图象存储器读出的图象数据与同步发生器产生的复合同步信号组成全电视信号,送到显示器而显示图象。     

红外成像组件中小型化处理板的设计

在小型化红外成像组件中,处理板是核心。详细介绍了小型化处理板设计过程中的各项工作,包括:总体方案设计、主要器件选型、电源分配系统(PDS)设计、信号完整性和电源完整性设计方面的各项措施和LPDDR2与FPGA的接口信号之间的布线约束规则的制定,讨论了存储器接口带宽的计算方法以及Cyclone V FPGA的硬核存储器控制器对于存储器接口带宽的提高。     

基于STM32的Flash存储器坏块自动检测

针对Nand Flash存储器存在坏块的问题, 提出一种基于STM32的Flash存储器坏块自动检测方法, 通过STM32内部可变静态存储控制器, 发出相应的数据、地址、控制信号, 在不增加外部器件的情况下, 快速访问Flash存储器, 并给出了部分硬件电路和C语言编写的程序代码. 该设计已成功实现自动检测Flash坏块的功能; 操作简单、检测速度快、准确率高; 并能读取Flash的ID号检测Flash性能, 同时能够存储和读取2GB数据.     

低频低功耗高精度信号发生器的设计

本设计是基于单片机,锁相环,可编程分频,相位累加,存储器波形存储以及D/A转换器等组成的数字式函数信号发生器.输出的频率的大小由锁相环和可编程计数器来控制,最终由地址发生器对存储器中的波形数据扫描,单片机提供要输出的波形数据给存储器.这种方案电路简洁,不受单片机的时钟频率的限制,输出信号精度高,稳定性好,可靠性高,功耗低,调频、调幅都很方便,人机交互好,易于实现模块化设计.     

雷达MTD系统中输入数据存储器特殊寻址方式的设计

雷达信号数字MTD系统中,输入数据存入与取出的顺序是不同的,计算机按特殊寻址方式从存储器中读入数据。本文介绍一种根据系统特点实现存储器跳跃寻址的简单方法。     

嵌入式系统flash接口电路的实现

本文首先以HY29LV160为例重点介绍了嵌入式系统Flash存储器接口电路的引脚信号及各项特性,接着详细介绍了S3C4510B系统管理器关于存储器映射的工作原理.在此基础上提出了一种基于S3C4510B的嵌入式系统Rash存储器接口电路的行之有效的调试方案.并通过实验验证了该方案的正确性.     

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。     

电力线通信系统中基于OFDM/OQAM的时频结合消噪算法

针对电力线通信（PLC）系统中存在严重影响传输性能的脉冲噪声,传统的消噪算法大都不能有效抑制脉冲噪声的问题,提出一种时频结合的消噪算法。首先,通过选择合适的门限对时域接收信号中峰值较大的脉冲噪声进行检测和置零处理;然后,在频域根据已判决的符号来重构时域尚未消除完的峰值较小的脉冲噪声,并通过迭代来提高噪声重构的准确性;最后,从频域接收信号中减去重构的脉冲噪声。在电力线多径信道下进行仿真实验,相比传统的时域消噪和频域消噪算法,所提算法在误比特率为0.01时可以分别实现2 dB和0.5 dB的性能提升,而随着误比特率的降低,它们之间的性能差距将会更大。仿真结果表明,所提出的时频结合消噪算法能够提高电力线通信系统对脉冲噪声的抵抗能力。     

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。     

Crosstalk analysis of uniform and nonuniform lossy microstrip‐coupled transmission lines

In this article, an analytical method is presented to precisely estimate the crosstalk of uniform and nonuniform microstrip‐coupled transmission lines (TLs) in frequency domain using modified transmission matrix. The obtained expression is quantitatively related in terms of the geometrical parameters of the coupled lines. A straightforward procedure is presented to obtain a closed form formula to accurately determine the crosstalk of a microstrip‐coupled line. For a nonuniform structure, the TL is divided into a few series of uniform sections with a specific modified transmission matrix. The total modified transmission matrix is determined by multiplying the modified transmission matrix of different sections and then the crosstalk can be calculated using the total modified transmission matrix. Several structures are considered to confirm the validity of the presented method. It is shown that the obtained results are in a good agreement with those obtained by simulation and measurement.     

Characterization of coplanar strip lines on dielectric boards for RF and microwave applications

We report the characterization of coplanar strip (CPS) transmission lines on dielectric boards at millimeter‐wave frequency up to 40 GHz. The CPS line was analyzed and simulated using computer‐aided design tools. Many CPS lines were built on RT/Duroid board and the measured attenuation is as low as 0.8 dB/cm at 30 GHz. CPS lines of various electrode width and width‐to‐gap ratios were measured to obtain key design guidelines. The CPS line has both the signal and ground electrodes on the front surface of the board. In contrast to the microstrip line, the CSP line does not include the backside of the board as a part of the transmission line. Thus, the backside can be left open as dielectric or metallized. The backside condition can affect the wave propagation if it is too close to the electrodes. We simulated and measured the attenuation coefficient, line impedance, and electrical field distributions for different backside conditions. Our results clearly indicate that the CPS line is an attractive transmission line on the board level in millimeter electromagnetic waves applications. Its applications can be extended to microwave and millimeter‐wave integrated circuits. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2008.     

多用户VDSL2系统远端串扰抵消算法

随着宽带接入网速率提升,VDSL2技术成为最后一公里的主流接入方式。用户数量急剧增加使传输线路之间串扰成为制约VDSL2系统性能的重要因素,线路之间串扰分为近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）,VDSL2系统采用正交频分复用调制技术,近端串扰可以通过滤波器滤除,远端串扰却无法消除。主要研究VDSL2系统远端串扰噪声消除的方法,提出远端串扰噪声如何进行评估和计算,推导出远端串扰噪声计算公式,通过公式可以计算出每条线路受到其他线路串扰噪声的大小,然后发送信号时通过串扰噪声预抵消运算,接收到的信号就能成功消除串扰噪声的影响,提高了接收信号的SNR值,进而提升了VDSL2传输速率。     

基于射频单电子晶体管的超灵敏电荷计的数值分析

集成单电子晶体管SET（Single Electron Transistor）与射频共振电路的射频单电子晶体管RF SET（Radio Frequency Single Electron Transistor）是一种高速高灵敏的电荷计。通过建立RF SET的等效电路模型,对共振电路及其与射频传输线的集成进行模拟分析,得到了SET阻抗的最佳匹配,获得了所需的谐振频率、品质因子和对SET阻抗的灵敏度。结果表明,受电荷调制的SET阻抗直接影响着共振电路的品质因子、阻抗和射频透射/反射系数。射频信号随着SET的阻抗降低而减小,峰位基本不变。在SET阻抗小于200 kΩ时,共振信号幅度随阻抗的变化率较大。透射式与反射式两种结构相比,前者共振频率及品质因子更高,后者则具有更高的灵敏度优势。     

Crosstalk analysis of multi‐microstrip coupled lines using transmission line modeling

This article presents a new analytical method to predict crosstalk of a homogeneous terminated two microstrip coupled lines over a ground plane using transmission line theory. The derived formula is frequency and location dependent, which can be used to quickly estimate the crosstalk of a coupled line. Also, the effect of the geometrical parameters of the lines and load are included in the derived formula. Presented method can be used for the other types of coupled lines including lossy or lossless lines. To verify the accuracy of the introduced method, a few microstrip coupled line structures with different geometrical parameters are considered numerically and experimentally. The results of crosstalk based on the proposed analytical methods, simulation study using high frequency structure simulator and those obtained by measurements are reported and compared with each other. It is shown that our proposed method accurately estimates the amount of crosstalk for a two microstrip coupled lines.     

Ku波段宽带传输频率选择表面优化设计

通过调整频率选择表面(FSS)单元的结构参数来控制电磁波在某雷达波段内的传输是滤波器研究领域的重要内容。为实现圆环形FSS单元在Ku波段的宽带传输特性,并明确单元结构参数对其传输特性的影响规律,采用谱域分析法,从圆环形单元的大小、宽度、阵列周期等方面,对圆环形单元FSS进行了数值分析和优化设计。仿真结果表明,谐振频率点的主要影响因素为单元大小,而单元宽度主要控制传输带宽。经优化,当单元外半径为3.5mm,单元宽度为0.66mm,阵列周期为10.0mm时,谐振频率为14.8GHz,FSS传输带位于Ku波段内,传输带宽达5.7GHz。优化后的FSS结构适用于Ku波段宽带传输,为优化设计提供了依据。