什么是信號完整性?你知道嗎?信號完整性是指信號在傳輸路徑上的質(zhì)量，傳輸路徑可以是普通的金屬線，可以是光學器件，也可以是其他媒質(zhì)。信號具有良好的信號完整性是指當在需要的時候，具有所必需達到的電壓電平數(shù)值。差的信號完整性不是由某一單一因素導致的，而是系統(tǒng)設(shè)計中多種因素共同引起的。電源完整性簡稱PI，是確認電源來源及目的端的電壓及電流是否符合需求。電源完整性在現(xiàn)今的電子產(chǎn)品中相當重要。究竟他們之間有何區(qū)別呢?下面我們一起了解相關(guān)知識!

電源完整性仿真

在電源完整性分析中，主要仿真類型有直流壓降分析、去耦分析和噪聲分析。

直流壓降分析包括對PCB上復雜走線和平面形狀的分析，可用于確定由于銅的電阻將損失多少電壓。

此外，還可以使用直流壓降分析來確定高電流密度區(qū)域。實際上，可以使用熱仿真器對它們進行協(xié)同仿真，以查看熱效應。幸運的是，針對直流壓降問題的解決方案非常簡單：添加更多的金屬。

這些額外金屬可能會采用更寬和/或更厚的走線和平面形狀、額外平面或額外過孔。

圖3：顯示PI/熱協(xié)同仿真中“熱點”的電流密度和溫度圖

上面簡要討論的去耦分析旨在確定和最大限度減少電路板不同IC位置上電源與地面之間的阻抗。去耦分析通常會驅(qū)動PDN中所用電容器的值、類型和數(shù)量的變化。

因此，它需要包括寄生電感和電阻的電容器模型。它還會驅(qū)動電容器安裝方式的變化和/或電路板疊層的變化，以滿足低阻抗要求。

表1：信號完整性和電源完整性之間的差異

信號完整性和電源完整性的分析對于成功的高速數(shù)字設(shè)計來說是至關(guān)重要的。它們?yōu)樾枰M行哪些設(shè)計更改提供了有價值的見解。

此外，隨著建模方法和計算能力的改善，如果能夠同時仿真這兩種類型的完整性，則會清楚地了解電路的實際行為、設(shè)計中真正存在的利潤以及它們?nèi)绾螌崿F(xiàn)最佳可能性能。

信號完整性仿真

上一期我們已經(jīng)了解到信號完整性仿真重點分析有關(guān)高速信號的3個主要問題：信號質(zhì)量、串擾和時序。

對于信號質(zhì)量，目標是獲取具有明確的邊緣，且沒有過度過沖和下沖的信號。

通常，可以通過添加某種類型的端接以使驅(qū)動器的阻抗與傳輸線的阻抗相匹配來解決這些問題。

對于多點分支總線，并非總能匹配阻抗，因此，需要將端接和拓撲的長度變化相結(jié)合來控制反射，使得它們不會對信號質(zhì)量和時序產(chǎn)生不利影響。

圖2：使用信號完整性分析和設(shè)計空間探索消除信號質(zhì)量和串擾問題

可以運行這些相同的仿真，以確定信號經(jīng)過電路板時的傳輸時間。電路板時序是系統(tǒng)時序的一個重要組成部分，并受線路長度、其在經(jīng)過電路板時的傳播速度以及接收器中波形形狀的影響。

由于波形的形狀確定了接收的信號穿越邏輯閾值的時間，因此，它對于時序來說是非常重要的。這些仿真通常會驅(qū)動走線長度約束的變化。

通常運行的另一個信號完整性仿真是串擾。

這涉及多條相互耦合的傳輸線。隨著走線擠進密集的電路板設(shè)計，了解它們正在相互耦合多少能量對于消除因串擾產(chǎn)生的錯誤是非常重要的。這些仿真將推動走線之間的最小間距要求。以上就是信號完整性解析，希望能給大家?guī)椭?