信號完整性分析入門建議

隨着芯片的集成度愈來愈高，生產工藝的改善及成本壓力的增長，芯片廠商在生產芯片時，芯片的溝道愈來愈短。這形成了即便頻率很低的信號，其上升降低時間會很是的小，在板級設計時，若是設計不合理，信號的過沖及振盪現象嚴重。因此，正如Eric Bogatin所說：有兩種工程師，一種是已經遇到了信號完整性問題，另外一種是即將遇到信號完整性問題。所以，關於信號完整性的分析就顯得格外重要。
這裏，主要是談談學習的方法、順序、仿真軟件、測試測量、電源完整性、電磁兼容。
1、關於學習的方法
剛開始的時候，能夠先看看「中興通信EDA工具手冊」裏面的仿真分冊，跟着步驟一步步的進行操做。這樣，能熟悉基本的流程與操做，對於軟件的使用，有了必定程度的認識。在學習仿真軟件的使用過程當中，結合着「高速PCB基礎理論及內存仿真技術」這本書的第一部分，其中的EMI部分能夠先不用看（等對於理論理解更爲深刻時，再回頭看）。這個過程，主要是理解何時進行信號完整性分析，何時，能夠不用；理解什麼是傳輸線，什麼是反射串擾，什麼是時序分析。
在這以後，能夠多上論壇，瞭解下如今信號完整性的發展方向及他人的理解。更爲主要的是，在之後的學習實踐中，若是遇到問題，能夠上去問，只要是本身努力思考過的，就會有人樂意出來回答。
另外，網上會有很多的Design rule，不要盲目的相信，不少規則都是有其侷限性的。

這裏推薦如下幾個論壇：
PCB SI；
EDA365；
SI 高速設計 中國PCB。
這裏，也推薦如下幾本書：
信號完整性分析 伯格丁 著 李玉山 等譯，電子工業出版社；
高速數字設計 約翰遜 格雷厄姆 著 沈立 等譯 電子工業出版社.
以上兩本書強烈推薦，作信號完整性的，幾乎人手一本。
在此基礎上，能夠看下「高速電路設計與仿真分析」那本書。固然，看那本書的時候，得有必定的基礎。

2、關於學習的順序

能夠先進行信號完整性的反射仿真，其次串擾仿真，接着，進行時序分析；
在這以後，看些電源完整性的相關資料，能夠進行仿真；
最後，能夠考慮兼顧下EMI方面的相關知識。

3、關於仿真軟件

仿真軟件只是一種工具，只要你的理論掌握好了，每一種仿真軟件都是相差很少的。並且，只要掌握了一種經常使用的仿真軟件，想用另外一種仿真軟件也是比較容易的。
前期，能夠用PCB SI這個仿真軟件，對於GHZ如下的信號，精度仍是很高的，並且能夠進行大部分的仿真。
後期，涉及到更高速率的，背板鏈接器的，能夠選擇用HSPICE。只是HSPICE需用本身編寫網表，腳本，很費時間。
總之，仿真重要的不是仿真軟件工具自己，而是設計者的頭腦。要讓軟件作自己能夠作的事情，而不要超出軟件的使用範圍。

4、關於測試測量
對於高速信號來講，測試測量是很是講究。
咱們測量絕大多數使用的是示波器這個儀器，關於示波器的使用及如何測量，這裏，推薦你看下汪進進先生的博客。
5、關於電源完整性
電源完整性，能夠經過 PCB PI這個仿真軟件進行仿真。
可是，目前爲此，尚未一款關於電源完整性仿真特別準確的軟件，只能看出個趨勢。
電源完整性仿真的目的是肯定須要添加的電容的種類及數量，若沒有仿真，當種類配合不對，或是數量不夠時，容易出現電源軌道坍塌的現象。所以，在實際設計中，每每多添加較多的電容。
電源完整性仿真若是要作好的話，那必須具備豐富的經驗及深厚的理論基礎。即便是作了五年的相關項目，也不敢說本身精通這一領域。
還好，從仿真的實用性考慮，電源完整性仿真顯得並不那麼重要。

6、關於EMC

前面，沒有說起到EMI的問題。其實，EMC在很大的程度上，和信號完整性與電源完整性是相關的。

甚至在「信號完整性分析」這本書中，還將整個系統的電磁干擾和輻射，做爲信號完整性的噪聲源的一部分。

舉個例子來講，有些時候，一個產品的EMC通不過3C的標準，這個時候，若是肯定輻射源附近有個電感，將電感換成磁珠，也許就經過了。其緣由是電感只是單純的反射能量，而磁珠是能夠吸取能量的。還有關於差分信號的共模電流，不少時候，也是輻射的重要來源。到了最後，就能夠真正的異曲同工。