1.1

什么是信號完整性

信號完整性是指在規定的時間內，信號從源端傳輸到接收端，信號不失真（能判斷出信號的高低電平）。

信號從源端發出以后，會經過傳輸線輸送到接收端，期間必定會受到傳輸鏈路中各種因素的影響，例如電阻、電容、連接器、芯片封裝等，這些因素會導致某些信號發生不同程度的形變，從而使接收端收到錯誤的信號電平，這些失真的信號就是所謂的信號完整性問題。

1.2

什么情況下要考慮信號完整性

早期時鐘頻率只有10MHz，對PCB的設計只需考慮如何把互連線拉通，因為對于低速信號，傳輸線本身的性能并不會影響系統的性能，所以不需要考慮信號完整性的問題，系統也能夠穩定地工作。

但隨著科技的進步，現在的時鐘頻率越來越高，信號的上升邊也變得越來越短。對于大多數電子產品而言，當時鐘頻率超過100MHz或信號的上升邊小于1ns時，信號完整性就變得很重要了。通常將這種領域叫做高頻/高速領域。

高速/高頻信號:當信號的上升沿小于6倍的信號傳輸延時時，則被認為是高速信號。

考慮設計周期、成本、初版成功率等因素。

1.3

信號完整性需要研究的內容

信號完整性問題通常從這幾個領域分析：

• 單一網絡的信號失真；
• 損耗引起的上升邊退化
• 相鄰網絡之間的串擾
• 地彈和電源彈
• 軌道塌陷
• 電磁干擾

過沖、下沖、回溝、振鈴、反射、衰減、串擾、阻抗突變、延時、損耗、地彈、抖動、誤碼率等等。

1.4

如何解決信號完整性問題

?經驗法則

工程師通過大量實驗數據總結出來的經驗，可以在設計之初作為參考，在進行問題查找的過程中也可作為一種判斷標準。

例：

① 信號上升時間約是時鐘周期的10%，即1/10x1/Fclock。例如100MHz時鐘的上升時間大約是1ns。

② 直徑為1MIL 的圓導線的局部電感約是25NH/IN 或1NH/MM。

?仿真

利用電氣仿真工具可用來預估互連線對信號行為造成的模擬效應。通過仿真，我們可以提前發現設計中存在的問題并提前規避。

?測量

在制造產品之前，計算對于產品性能的預估起著關鍵作用，而測量技術則對減少風險起著關鍵作用。對任何計算結果的最終測試就是測量。