信號完整性描述

　　根據定義，“完整性”是指“完整和無損害的”。 同樣，一個具有良好的完整性的數字信號有干凈、快速的上升沿；穩定和有效的邏輯電平；準確的時間位置和沒有任何的瞬態跳變。

　　對于系統開發者而言，不斷發展的技術，使得系統開發、生產和維護完整、無損害信號的數字系統越來越困難。

　　本文的目的是提供引一些有關在數字系統信號完整性相關的見解，并說明其原因，特點，影響和解決方案。

　　數字技術和信息時代

　　二十多年前出現的個人電腦和蜂窩電話技術，已經從技術創新逐漸演變為生活必需品。對于他們，總的發展趨勢保持不變：要求更多的功能和服務，需要更多的帶寬。第一代個人電腦，用戶會為建立一個簡單的電子表格而感到振奮。但到了現在，他們的需求詳細的圖形、高品質的音頻，以及快速的流視頻。此外，手機也不再僅僅只是滿足人們的交談需求。

　　我們周圍的世界現在越來越多的依賴于信息快速、可靠的傳遞。術語“信息時代”是用來形容這個新的相互交織、相互依存，以數據為基礎的時代。

　　半導體技術上持續的突破，已經在PC總線架構，網絡基礎設施，數字無線通信得到廣泛的應用。在個人電腦，特別是在服務器處理器的速度已經升級到 GHz 的范圍內，同時內存的吞吐量和內部總線速度也隨之上升。

　　高速的數據傳輸技術支持更為強大的計算機應用，如 3D 游戲和電腦輔助設計程序。先進的三維圖像需要大量的數據在 CPU、內存、顯卡中進行傳輸。

　　計算機技術只是帶寬信息時代的一個方面的。數字通信設備設計工程師（尤其是那些大力發展固網和移動網的基礎設施）正逐步采用 40 G 的光、電數據傳輸技術。與此同時，在數字高清視頻技術領域，正在設計下一代傳輸高清晰、互動視頻的設備。

　　眾多技術正在推動數據傳輸率進步。新興的串行總線正在打破并行總線構架的瓶頸。在一些情況下，故意增加系統時鐘抖動以減少意外輻射。更小、更密集的電路板，采用球柵陣列封裝和埋孔設計，這些都已成為IC芯片供應商尋求最大限度地提高密度并盡量減少路徑長度新的方式。

　　逐漸增長的帶寬為數字系統設計帶來的挑戰

　　今天的數字帶寬的“競賽”需要有創新思維。現在的總線周期比20年前要快一千多倍。曾經在毫秒時間內發生的數據交互，現在要以納秒來衡量。為了實現這一改進，信號邊沿的速度比以往任何時候要快 100 倍以上。

　　然而，電路板的技術由于某些物理現實的限制，未能跟上信號帶寬的發展。芯片見得傳輸時間大致沒有發生變化。雖然幾何尺寸縮小，電路板仍需要足夠的空間容納 IC 器件，連接器，無源元件，當然，還有總線本身。空間意味著距離，距離意味著延遲-這就是高速信號的最重要的挑戰之一。