智能化多端口矩阵测试信号完整性测试系列

    信号完整性是对于电子信号质量的一系列度量标准。在数字电路中，一串二进制的信号流是通过电压（或电流）的波形来表示。然而，自然界的信号实际上都是模拟的，而非数字的，所有的信号都受噪音、扭曲和损失影响。在短距离、低比特率的情况里，一个简单的导体可以忠实地传输信号。而长距离、高比特率的信号如果通过几种不同的导体，多种效应可以降低信号的可信度，这样系统或设备不能正常工作。信号完整性工程是分析和缓解上述负面效应的一项任务，在所有水平的电子封装和组装，例如集成电路的内部连接、集成电路封装、印制电路板等工艺过程中，都是一项十分重要的活动。信号完整性考虑的问题主要有振铃（ringing）、串扰（crosstalk）、接地反弹、扭曲(skew)、信号损失和电源供应中的噪音。 一种是已经遇到了信号完整性问题，一种是将要遇到信号完整性问题。智能化多端口矩阵测试信号完整性测试系列

频率响应每个示波器型号都有自己的频率响应曲线，它是用来衡量示波器在额定带宽内采集信号准确性的重要参数。精确采集波形必须满足三个条件。示波器的频响曲线必须平坦。示波器的相位响应曲线必须平坦。被测信号的关键频谱成分必须在示波器的带宽范围内。上述三个条件缺一不可，否则会导致示波器无法精确采集和再现波形。偏离上述要求越大就意味着测量误差会越大。任何被测信号都可看成是多次谐波的叠加，每个谐波对应一个频率，示波器的使用者当然希望示波器能够准确测量每个谐波成份的幅度。理想情况下，示波器在其带宽范围内应该有平坦的幅度响应，并且针对每个频点上的信号时延(相位)都相等。频率响应平坦，意味着信号在通过示波器内部通道时会产生相同的时延，相同的幅度放大或缩小；如果相位响应不平坦，示波器显示的波形将会是失真的。智能化多端口矩阵测试信号完整性测试系列信号完整性包含数字示波器，逻辑分析仪。

2.5 识别导致过多损耗的设计特征由于测得的 TDR/TDT 数据能直接从 TDR 仪器快速、轻松地导入建模工具，从而帮助我们找出意外或异常行为的根本原因，因此调试时间有时能从几天缩短到几分钟。图 33 所示为三种结构测得的 TDT 响应。顶端的水平线是从参考直通测得的插入损耗，可以看到当互连基本上为透明时，响应非常平。这种测量直接反映了仪器的能力。

均匀线（被测件1）和作为差分对一部分的均匀线（被测件2）上测得的插入损耗。从上往下的第二条线就是前文中所见的8英寸单端微带线的插入损耗。第三条线是另一条九英寸长均匀微带传输线测得的插入损耗。然而，该传输线的插入损耗上有一个约6GHz的波谷。这个波谷极大地限制了互连的可用带宽。排前条传输线的-10分贝带宽约为12GHz，而第二条线的-10分贝带宽约为4GHz。这表示可用带宽降低了三分之二。如需优化互连设计，首先要着手的是了解这个波谷从何而来。是什么原因导致了这个波谷？

3、信号完整性的设计方法（步骤）掌握信号完整性问题的相关知识；系统设计阶段采用规避信号完整性风险的设计方案，搭建稳健的系统框架；对目标电路板上的信号进行分类，识别潜在的SI风险，确定SI设计的总体原则；在原理图阶段，按照一定的方法对部分问题提前进行SI设计；PCB布线阶段使用仿真工具量化信号的各项性能指标，制定详细SI设计规则；PCB布线结束后使用仿真工具验证信号电源等网络的各项性能指标，并适当修改。

4、设计难点信号质量的各项特征：幅度、噪声、边沿、延时等。SI设计的任务就是识别影响这些特征的因素。难点1：影响信号质量的因素非常多，这些因素有时相互依赖、相互影响、交叉在一起，抑制了某一因素可能会导致其他方面因素的恶化，所有需要对各因素反复权衡，做出系统化的综合考虑；难点2：有些影响信号传输的因素是可控的，而有些是不可控的。 克劳德实验室提供信号完整性测试软件报告；

探索和设计信号完整性解决方案初步找到信号衰减的根本原因之后，您就需要研究并确定比较好的解决方案。首先，要执行去除设计缺陷后的仿真测试，以验证您确实找到了信号完整性衰减的根本原因。我们的建议是，与其将删除有问题的区域作为解决方案，不如试着在接收机上添加均衡，例如添加决策反馈均衡（DFE）、频域中的连续时间线性均衡或时域中的发射机前馈均衡。同样，您也可以通过仿真来添加均衡，通过在示波器上实时观察眼图的变化，即可测试该均衡是否已经解决了信号完整性衰减的问题。克劳德实验室数字信号完整性测试信号眼图；智能化多端口矩阵测试信号完整性测试系列

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SI设计的特点1）不同是工程有不同的设计重点，要根据具体的工程进行有针对性的SI设计。对于局部总线，关注的是信号本身的质量，对反射、串扰、电源滤波等几个方面简单的设计就能让电路正常工作；在高速同步总线（如DDR）中，只关注反射串扰电源等基本问题还不够。等等。2）SI设计不能片面地追求某一方面的指标，而弱化其他潜在风险。3）SI设计不是简单地解决孤立问题，众多问题及其影响相互纠缠在一起，需要系统化的设计，反复权衡，平衡各种要求，找到可行的解决方案。-->信号完整性中，需要掌握的现象描述：振铃、上冲、下冲、过冲、串扰、共阻抗、共模、电感、回路电感、单位长度电感、回路面积、容性负载、寄生电容、衰减、损耗、谐振、反射、地弹、阻抗突变、残桩、模态转换、抖动、误码率等。智能化多端口矩阵测试信号完整性测试系列