信号完整性是指信号在传输过程中是否保持其原始形态和质量。在高速数字系统中,信号完整性非常重要,因为信号受到的噪声和失真可能会导致错误或故障。因此,信号完整性的分析和优化是数字系统设计中至关重要的一步。
以下是一些信号完整性的基础知识:
1.时域和频域
在信号完整性分析中,时域和频域都是非常重要的概念。时域描述随时间变化的信号波形,包括上升时间、下降时间,瞬态响应等等。频域描述信号的频率特性,包括截止频率、带宽、幅度响应等等。
2.常见的失真类型
在数字系统中,常见的失真类型包括内插失真、抖动、幅度失真和相位失真等。这些失真类型经常与信号的传输有关,因此分析信号的失真类型可以帮助设计人员确定性能和可靠性要求。 硬件测试技术及信号完整性分析;云南信号完整性分析方案商
信号完整性分析指的是在高速数字系统设计中,分析信号在传输路径中受到的干扰和失真的程度,以确保信号能够正确传输并被正确地解码。信号完整性分析通常包括以下方面:
1.时域分析:通过分析信号在传输路径中的时域响应,包括上升时间、瞬态响应等,来评估信号完整性。
2.频域分析:通过分析信号在传输路径中的频率响应,包括截止频率、带宽等,来评估信号完整性。
3.时钟分析:时钟信号在高速数字系统中起着极为重要的作用,因此,在信号完整性分析中也需要对时钟信号进行分析。
4.信号干扰分析:分析在信号传输路径中可能出现的各种干扰,如串扰、辐射干扰等,以评估信号完整性。通过对信号完整性进行分析,可以帮助设计人员在系统设计的早期发现和解决信号干扰和失真的问题,提高系统的可靠性和性能。
通过对信号完整性进行分析,可以帮助设计人员在系统设计的早期发现和解决信号干扰和失真的问题,提高系统的可靠性和性能 山东电气性能测试信号完整性分析常见的信号完整性测试常用的三种测试;
3、串扰和阻抗控制来自邻近信号线的耦合将导致串扰并改变信号线的阻抗。相邻平行信号线的耦合分析可能决定信号线之间或者各类信号线之间的“安全”或预期间距(或者平行布线长度)。比如,欲将时钟到数据信号节点的串扰限制在100mV以内,却要信号走线保持平行,你就可以通过计算或仿真,找到在任何给定布线层上信号之间的小允许间距。同时,如果设计中包含阻抗重要的节点(或者是时钟或者高速内存架构),你就必须将布线放置在一层(或若干层)上以得到想要的阻抗。
4、重要的高速节点延迟和时滞是时钟布线必须考虑的关键因素。因为时序要求严格,这种节点通常必须采用端接器件才能达到比较好SI质量。要预先确定这些节点,同时将调节元器件放置和布线所需要的时间加以计划,以便调整信号完整性设计的指针。
信号的能量大部分集中在信号带宽以下,意味着我们在考虑这个信号的传输效应时, 主要关注比较高频率可以到信号的带宽。
所以,假如在数字信号的传输过程中可以保证在信号的带宽(0.35亿)以下的频率分量(模 拟信号)经过互连路径的质量,则我们可以保证接收到比较完整的数字信号。
然而,我们会在下面看到在考虑信号完整性问题时由于传输路径阻抗不连续对信号的反 射,损耗随频率的增加而增加的特性等因素,这些频率分量在传输时会有畸变,从而造成接 收到的各个频率的分量叠加在时并不能完全保证复现原有的时域的数字信号。 提供信号完整性测试软件解决方案;
典型的数字信号波形可以知道如下几点
(1)过冲包括上过冲(Overshoot_High)和下过冲(Overshoot_Low)。上过冲是信号高于信号供电电源电压Kc的最高电压,下过冲是信号低于参考地电压厶的比较低电压。过冲可能不会对功能产生影响,但是过冲过大会造成器件损坏,影响器件的可靠性。
(2) 回冲是信号在达到比较低电压或最高电压后回到厶之上(下回冲,Ringback_Low) 或心之下的电压(上回冲,Ringback_Low)。回冲会使信号的噪声容限减小,需要控制在保 证翻转门限电平的范围,否则对时钟信号回冲过大会造成判决逻辑错误,对数据或地址信号 回冲过大会使有效判决时间窗口减小,使时序紧张。通常过冲与回冲是由于信号传输路径的 阻抗不连续所引起的反射造成的。
(3) 振铃(Ringing)是信号跳变之后的振荡,同样会使信号的噪声容限减小,过大会造 成逻辑错误,而且会使信号的高频分量增加,增大EMI问题。 数字信号完整性测试进行抖动分析结果;江西PCI-E测试信号完整性分析
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眼图测试
眼图测试是常用的测试手段,特别是对于有规范要求的接口,比如 E1/T1、USB、10/100BASE-T,还有光接口等。这些标准接口信号的眼图测试,主要是用带 MASK(模板)的示波器,包括通用示波器,采样示波器或者信号分析仪,这些示波器内置的时钟提取功能,可以显示眼图,对于没有 MASK 的示波器,可以使用外接时钟进行触发。使用眼图测试功能,需要注意测试波形的数量,特别是对于判断接口眼图是否符合规范时,数量过少,波形的抖动比较小,也许有一下违规的情况,比如波形进入 MASK 的某部部分,就可能采集不到,出现误判为通过,数量太多,会导致整个测试时间过长,效率不高,通常情况下,测试波形数量不少于 2000,在 3000 左右为适宜。 云南信号完整性分析方案商
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