高速數(shù)字信號(hào)傳輸電路的設(shè)計(jì)與仿真

高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵在于保持信號(hào)的完整，而影響信號(hào)完整性(即信號(hào)質(zhì)量)的因素主要有傳輸線的長(zhǎng)度、電阻匹配及電磁干擾、串?dāng)_等。設(shè)計(jì)過(guò)程中要保持信號(hào)的完整性必須借助一些仿真工具，仿真結(jié)果對(duì)PCB布線產(chǎn)生指導(dǎo)性意見(jiàn)，布線完成后再提取網(wǎng)絡(luò)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行布線后仿真，仿真沒(méi)有問(wèn)題后才能送出加工。目前這樣的仿真工具主要有cadence、ICX、Hyperlynx等。Hyperlynx是個(gè)簡(jiǎn)單好用的工具，軟件中包含兩個(gè)工具LineSim和BoardSim。LineSim用在布線設(shè)計(jì)前約束布線和各層的參數(shù)、設(shè)置時(shí)鐘的布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、選擇元器件的速率、診斷信號(hào)完整性，并盡量避免電磁輻射及串?dāng)_等問(wèn)題。BoardSim用于布線以后快速地分析設(shè)計(jì)中的信號(hào)完整性、電磁兼容性和串?dāng)_問(wèn)題，生成串?dāng)_強(qiáng)度報(bào)告，區(qū)分并解決串?dāng)_問(wèn)題。作者使用LineSim工具，對(duì)信號(hào)的阻抗匹配、傳輸線的長(zhǎng)度、串?dāng)_進(jìn)行了仿真分析，并給出了指導(dǎo)性結(jié)論。 高速信號(hào)傳輸電磁兼容定義；湖北高速信號(hào)傳輸市場(chǎng)價(jià)價(jià)格走勢(shì)

在實(shí)際的PCB布線時(shí)，如果由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需要，不能縮短信號(hào)線長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)采用差分信號(hào)傳輸。差分信號(hào)有很強(qiáng)的抗共模干擾能力，能延長(zhǎng)傳輸距離。差分信號(hào)有很多種，如ECL、PECL、LVDS等，表1列出LVDS相對(duì)于ECL、PECL系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。LVDS的恒流源模式低擺幅輸出使得LVDS能高速驅(qū)動(dòng)，對(duì)于點(diǎn)到的連接，傳輸速率可達(dá)800Mbps，同時(shí)LVDS低噪聲、低功耗，連接方便，實(shí)際中使用較多。LVDS的驅(qū)動(dòng)器由一個(gè)通常為3.5mA的恒流源驅(qū)動(dòng)對(duì)差分信號(hào)線組成。接收端有一個(gè)高的直流輸入阻抗，幾科全部的驅(qū)動(dòng)電流流經(jīng)10Ω的終端電阻，在接收器輸入端產(chǎn)生約350mV電壓。當(dāng)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)反轉(zhuǎn)時(shí)，流經(jīng)電阻的電流方向改變，此時(shí)在接收端產(chǎn)生有效的邏輯狀態(tài)。圖5是利用LVDS芯片DS90LV031、DS90LV032把信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)，進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸?shù)牟ㄐ螆D。在仿真時(shí)設(shè)置仿真頻率為66MHz理想方波，傳輸距離為508mm，差分對(duì)終端接100Ω負(fù)載匹配傳輸線的差分阻抗。從仿真結(jié)果看，LVDS接收端的波形除了有延遲外，波形保持完好。遼寧高速信號(hào)傳輸U(kuò)SB測(cè)試高速信號(hào)傳播在電子設(shè)計(jì)工程化技術(shù)方面的理論和概念嚴(yán)重缺失；

2.3.3信號(hào)完整性的意義

只要有信號(hào)的傳輸，就存在信號(hào)的完整性問(wèn)題。歸納起來(lái)，信號(hào)完整性問(wèn)題存在于以下三個(gè)層面。

①系統(tǒng)級(jí)信號(hào)完整性問(wèn)題：進(jìn)行設(shè)備與設(shè)備電氣互聯(lián)的信號(hào)傳輸時(shí)可能存在的信號(hào)完整性問(wèn)題。

②板級(jí)信號(hào)完整性問(wèn)題：進(jìn)行電子模塊上器件與器件電氣互聯(lián)的信號(hào)傳輸時(shí)可能存在的信號(hào)完整性問(wèn)題。

③芯片級(jí)信號(hào)完整性問(wèn)題：進(jìn)行集成電路內(nèi)部晶體管與晶體管電氣互聯(lián)的信號(hào)傳輸時(shí)可能存在的信號(hào)完整性問(wèn)題。信號(hào)完整性是電子系統(tǒng)或設(shè)備研發(fā)必須滿足的底線。如果某電子系統(tǒng)或設(shè)備中的任何一個(gè)電信號(hào)在傳輸過(guò)程不能保證其波形的完整性，接收端接收到信號(hào)后就不能作出正確解釋，從而使系統(tǒng)或設(shè)備的功能因信號(hào)解釋失誤而導(dǎo)致失效，該電子系統(tǒng)或設(shè)備就不是一個(gè)功能和性能可靠的電子產(chǎn)品了

2.4電源完整性的概念

2.4.1電源完整性的定義

電源信號(hào)是電信號(hào)的一個(gè)特例，因此，電源完整性是信號(hào)完整性的一個(gè)特例，電源信號(hào)在傳輸過(guò)程中同樣具有完整性的問(wèn)題。電源完整性，英文為PowerIntegrity，簡(jiǎn)稱PI，指電源系統(tǒng)所產(chǎn)生的電源信號(hào)經(jīng)供電傳輸線傳輸，到達(dá)受電器件電源輸入管腳時(shí)，能夠保證電壓的波動(dòng)量和電流的供給量滿足受電器件正常工作的要求。電源完整性表示信電源信號(hào)的質(zhì)量在經(jīng)過(guò)傳輸后仍保持相對(duì)良好的特性，否則被供電的電路就不能正常工作。集成電路芯片，尤其是數(shù)字集成電路芯片，其工作的本質(zhì)是內(nèi)部晶體管狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)，大量晶體管狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)需要供電系統(tǒng)提供其所需要的瞬態(tài)變化量很大的電流，其所需的電源能量只能由電源供電單元所提供。以“個(gè)人資金供給系統(tǒng)”類比受電器件的電源供電單元，可以更直觀地理解電源完整性的概念。 高速信號(hào)傳輸工程化技術(shù)問(wèn)題；

高速信號(hào)傳輸

串?dāng)_分析

由于頻率的提高，傳輸線之間的串?dāng)_明顯增大，對(duì)信號(hào)完整性也有很大的影響，可以通過(guò)仿真來(lái)預(yù)測(cè)、模擬，并采取措施加以改善。以CMOS信號(hào)為例建立仿真模型，如圖6所示。在仿真時(shí)設(shè)置干擾信號(hào)的頻率為66MHz的方波，擾者設(shè)置為零電平輸入，通過(guò)調(diào)整兩根線的間距和兩線之間平行走線的長(zhǎng)度來(lái)觀察擾者接收端的波形。仿真結(jié)果如圖7，分別為間距是203.2mm、406。4mm時(shí)的波形。

從仿真結(jié)果看出，兩線間距為406.4mm時(shí)，串?dāng)_電平為200mV左右，203.2mm時(shí)為500mV左右?？梢?jiàn)兩線之間的間距越小串?dāng)_越大，所以在實(shí)際高速PCB布線時(shí)應(yīng)盡量拉大傳輸線間距或在兩線之間加地線來(lái)隔離。 高速信號(hào)傳輸相關(guān)的三個(gè)方面；湖北高速信號(hào)傳輸市場(chǎng)價(jià)價(jià)格走勢(shì)

高速信號(hào)傳輸所涉及的三大支撐技術(shù)；湖北高速信號(hào)傳輸市場(chǎng)價(jià)價(jià)格走勢(shì)

克勞德高速數(shù)字信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室

高速信號(hào)傳輸技術(shù)的內(nèi)涵高速電信號(hào)傳輸設(shè)計(jì)與分析是電子設(shè)計(jì)工程師必須掌握的基本技能。電子產(chǎn)品處理器主頻高至GHz、傳輸速率達(dá)到Gbps以上，高速信號(hào)的處理和傳輸要求電子設(shè)計(jì)工程師必須至少具備以下三項(xiàng)技能：

●高速邏輯時(shí)序設(shè)計(jì)；

●高速電路散熱設(shè)計(jì)；

●高速信號(hào)傳輸設(shè)計(jì)。

①邏輯時(shí)序設(shè)計(jì)對(duì)于數(shù)字電路設(shè)計(jì)工程師而言，無(wú)論其開(kāi)發(fā)的數(shù)字電路是所謂的低速數(shù)字電路，還是高速數(shù)字電路，都是基本的設(shè)計(jì)。電子工程師在進(jìn)行時(shí)序設(shè)計(jì)時(shí)，有一個(gè)很重要的假設(shè)：數(shù)字邏輯信號(hào)傳輸沒(méi)有失真。因此，邏輯時(shí)序設(shè)計(jì)更多的是考慮信號(hào)的邏輯運(yùn)算、信號(hào)延時(shí)、信號(hào)的同步等因素。 湖北高速信號(hào)傳輸市場(chǎng)價(jià)價(jià)格走勢(shì)

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