信號完整性和電源完整性的仿真分析與設(shè)計的詳細說明

　　信號完整性是指信號在通過一定距離的傳輸路徑后在特定接收端口相對指定發(fā)送端口信號的還原程度。在討論信號完整性設(shè)計性能時，如指定不同的收發(fā)參考端，則對信號還原程度會用不同的指標來描述。通常指定的收發(fā)參考端口是發(fā)送芯片輸出處及接收芯片輸入處的波形可測點，此時對信號還原程度主要依靠上升/降及保持時間等指標來進行描述。而如果指定的參考收發(fā)端口是在信道編碼器輸入端及解碼器輸出端時，對信號還原程度的描述將會依靠誤碼率來描述。電源完整性是指系統(tǒng)供電電源在經(jīng)過一定的傳輸網(wǎng)絡(luò)后在指定器件端口相對該器件對工作電源要求的符合程度。同樣，對于同一系統(tǒng)中同一個器件的正常工作條件而言，如果指定的端口不同，其工作電源要求也不同（在隨后的例子中將會直觀地看到這一點）。通常指定的器件參考端口是芯片電源及地連接引腳處的可測點此時該芯片的產(chǎn)品手冊應(yīng)給出該端口處的相應(yīng)指標，常用紋波大小或者電壓最大偏離范圍來表征圖一是一個典型背板信號傳輸?shù)南到y(tǒng)示意圖。本文中“系統(tǒng)”一詞包含信號傳輸所需的所有相關(guān)硬件及軟件，包括芯片、封裝與PCB板的物理結(jié)構(gòu)，電源及電源傳輸網(wǎng)絡(luò)，所有相關(guān)電路實現(xiàn)以及信號通信所需的協(xié)議等。從設(shè)計目的而言，需要硬件提供可制作的支撐及電信號有源無源互聯(lián)結(jié)構(gòu)：需要軟件提供信號傳遞的傳輸協(xié)議以及數(shù)據(jù)內(nèi)容。

　　在本文的以下內(nèi)容中，將會看到由于這些支撐與互聯(lián)結(jié)構(gòu)對電信號的傳輸呈現(xiàn)出一定的頻率選擇性衰減，從而會使設(shè)計者產(chǎn)生對信號完整性及電源完整性的擔憂。而不同傳輸協(xié)議及不同數(shù)據(jù)內(nèi)容的表達方式對相同傳輸環(huán)境具備不同適應(yīng)能力，使得設(shè)計者需要進一步根據(jù)實際的傳輸環(huán)境來選擇或優(yōu)化可行的傳輸協(xié)議及數(shù)據(jù)內(nèi)容表達方式。為描述方便起見以下用“完整性設(shè)計與分析”來指代“信號完整性與電源完整性設(shè)計與分析”。