基于高速嵌入式系统的信号完整性分析

提高信号完整性、减小串扰和反射是高速电路系统设计能否成功的关键.本文基于以ARM1176JZF-S S3C6410为核处理器的嵌入式开发系统,对高速电路进行了研究.通过信号完整性仿真分析,解决了DDR SDRAM差分时钟信号的反射问题和视频输出信号的串扰问题.     

信号完整性分析及仿真

现代科技飞速发展,高速数字电路已成为主流。随着系统工作频率和集成度的提高,信号完整性问题在高速数字电路设计中是至关重要的问题,本文对信号完整性中的反射和串扰两个方面进行了研究,并采用Cadence_Allegro工具设计了简单的数字仿真电路进行仿真分析,分析了解决反射的四种方法和解决串扰的两种方法,并在实际设计电路中进行了实践,表明仿真结果和实际应用一致。     

嵌入式系统串扰问题分析

引言 在嵌入式系统硬件设计中,串扰是硬件工程师必须面对的问题。特别是在高速数字电路中,由于信号沿时间短、布线密度大、信号完整性差,串扰的问题也就更为突出。设计者必须了解串扰产生的原理,并且在设计时应用恰当的方法,使串扰产生的负面影响降到最小。     

基于信号完整性分析的高速PCB设计

在高速PCB设计过程中,仅仅依靠个人经验布线,往往存在巨大的局限性。介绍利用Cadence软件对高速PCB进行信号完整性仿真。结合以CycloneⅡ为核心的远距离无线通信系统控制模块的PCB设计,利用Cadence的SPEEC-TRAQuest,提取器件的IBIS模型,确定关键信号线的拓扑结构,做信号完整性仿真。依靠仿真结果指导设计和制作,极大地提高了电路设计质量,缩短了研发周期。本文主要介绍反射和串扰仿真。     

高速视频处理系统中的信号完整性分析

结合高速DSP图像处理系统讨论了高速数字电路中的信号完整性问题,分析了系统中信号反射、串扰、地弹等现象破坏信号完整性的原因,通过先进IS工具的辅助设计,找出了确保系统信号完整性的具体方法。     

基于SKILL的高速信号串扰问题的解决方案

随着信号频率越来越快,印刷电路板的信号完整性问题越来越严重,控制好串扰的问题更加是其中的关键技术之一。为了高效率的解决串扰在高速信号完整性中的问题,应用SKILL技术,设计了一个辅助程序,通过该程序可以快速准确地帮助工程师找到串扰的问题。     

高速电路的信号完整性分析

介绍了高速PCB设计中的信号完整性概念以及破坏信号完整性的原因,从理论和计算的层面上分析了高速电路设计中反射和串扰的形成原因,并介绍了IBIS仿真。     

基于仿真的高速电路主板系统信号完整性研究

为了缩短电子产品研发周期和提高产品设计的成功率,提出了解决信号完整性问题的端接匹配法.首先分析了所面临的信号完整性问题,在此基础上建立了数学模型,指出关键参数的选取与判断是设计过程中的难点.对一具体实例进行仿真研究和参数优化,结果表明了该方法在解决串扰和反射方面的有效性.     

高速大容量DDR微系统过孔串扰研究

随着高速数字微系统中DDR总线信号传输速率与系统集成度的不断提高,过孔串扰问题成为影响系统信号完整性的不可忽视的因素之一。基于电磁耦合理论,通过建模仿真方法量化分析了过孔串扰的主要影响因素以及串扰噪声对信号质量的影响,在此基础上提出了过孔设计的主要原则以及减小串扰噪声的优化设计方法;介绍了一种正反面腔体结构系统级封装的信号处理微系统基板,结合JEDEC标准对DDR3总线进行了仿真分析与评估,通过以上方法优化过孔串扰大大改善了DDR总线的信号完整性,验证了该方法的正确性与有效性。     

基于DDR3高速电路拓扑结构的优化与仿真

以JEDEC公司所设计带寄存器内存条(RDIMM)B0公版DDR3的PCB为研究对象,并根据寄存器和内存条的IBIS仿真模型提取对应的时钟信号走线的Fly-By拓扑结构。通过SigXplorer软件对原先的Fly-By拓扑结构进行仿真并分析,然后,根据现有的拓扑结构特点设计出一种新的拓扑结构Fly-Shu。最后,通过反射仿真的矩形波形和串扰仿真的眼图波形与原先Fly-By拓扑结构仿真结果进行对比,发现新设计的Fly-Shu拓扑结构在高速电路中对于常见反射和串扰影响方面具有更强的抑制作用,从而保证了高速信号在传输过程中更高的完整性。同时,新设计出的Fly-Shu拓扑结构对以后的高速信号的PCB设计和仿真起到了很好的借鉴作用。     

高速数字电路的串音现象研究

在数字信号的高速传输中,信号完整性的问题已越来越受到硬件工程师的高度关注。串音现象是信号完整性的问题之一,随着印刷电路板的布线密度增加,尤其是长距离并行线的布局,更容易发生串音现象。从上升沿时间、跨分割平面、传输模式、中间保护线是否接地四个方面阐述了影响串音的因素,并提出了相应的解决方法。     

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。     

一种基于反相器减小传感器信号线间串扰方法

传感器信号传输时由于信号线间的电磁耦合产生不可避免的串扰。信号线间串扰严重影响信号线系统信号完整性。针对传感器信号线间串扰提出一种抑制方法,基于反相器防护线减小信号线间串扰方法,该防护线物理结构非常简单,从而很好地减小物理设计成本。通过PSpice软件搭建仿真电路进行仿真验证,仿真结果表明：未采用反相器防护线的受害线受到串扰严重且信号发生误码现象,而采用反相器防护线后受害线串扰现象明显改善且传输信号和原始传输信号100%吻合,从而验证了反相器防护线具有很强的抑制传感器信号线间串扰能力。     

基于雷达处理机高速信号的信号完整性设计

反射是破坏信号完整性的原因之一。在充分考虑了反射的基础上,结合一种基于DSP和FPGA的雷达处理机的硬件设计,阐述了控制反射的具体方法。端接电阻和控制传输线长度可以控制反射。通过SpecctraQuest工具仿真得出的分析结果和实测结果,验证了该方案可以避免信号完整性的潜在影响。     

深亚微米集成电路设计中串扰分析与解决方法

本文介绍了深亚微米集成电路设计中串扰的成因及其对信号完整性的影响,论述了串扰分析和设计解决的一般方法,对于实际设计具有一定的理论指导意义和应用参考价值。本文最后指出了我们工作的进一步研究方向。     

传输线信号完整性的反射分析

针对高速电路系统的传输线信号完整性问题,通过对高速电路PCB上传输线等效电路的分析,给出了信号传输时产生反射现象的原因;介绍了常用的消除反射的方法,即选择均匀传输线、采用合适的拓扑结构布线和阻抗匹配法,指出阻抗匹配法可解决信号传输的反射现象;阐述了源端阻抗匹配法和负载端阻抗匹配法消除反射的原理和适用条件。针对时钟电路中的反射问题,采用PADS/Hyperlynx软件对阻抗匹配法进行仿真,结果表明,阻抗匹配法能够改善信号传输的反射现象。     

A novel method for crosstalk reduction in coupled pair microstrip lines

This article demonstrates novel ideas for mitigation of far‐end as well as near‐end crosstalk in coupled pair microstrip lines (CPMLs) by means of defected microstrip structure (DMS). Simple equations and models for analysis and design of a DMS are presented and extracted. Different configurations of DMS‐CPMLs are introduced, and their performances in crosstalk reduction are compared. Finally, the best configuration for far‐end crosstalk reduction is fabricated and tested. A maximum of 35 dB reduction in far‐end and 38 dB reduction in near‐end crosstalk are achieved. The signal integrity performance of the structure is also verified by eye‐diagrams. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2012.     

一种基于EBD模型的多板系统信号完整性仿真方案

文章简述了当前仿真软件对基于EBD(ELECTRICALBOARDDESCRIPTION)模型的多板系统信号完整性问题仿真中存在的问题,并结合Cadence仿真软件提出了自己的一种仿真解决方案。与原有的方案相比,该文的方法在保证了适合前仿真与约束建立的前提下,更加全面准确地反映了模型信息,并结合实例给出了相应的仿真结果。