淺談確保信號(hào)完整性的電路板設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
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時(shí)間：2010-01-19
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6 技術(shù)選擇
不同的驅(qū)動(dòng)技術(shù)適于不同的任務(wù)。信號(hào)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的還是一點(diǎn)對(duì)多抽頭的？信號(hào)是從電路板輸出還是留在相同的電路板上？允許的時(shí)滯和噪聲裕量是多少？作為信號(hào)完整性設(shè)計(jì)的通用準(zhǔn)則，轉(zhuǎn)換速度越慢，信號(hào)完整性越好。50MHZ時(shí)鐘采用500PS上升時(shí)間是沒(méi)有理由的。一個(gè)2-3NS的擺率控制器件速度要足夠快，才能保證SI的品質(zhì)，并有助于解決象輸出同步交換(SSO)和電磁兼容(EMC)等問(wèn)題。
在新型FPGA可編程技術(shù)或者用戶(hù)定義ASIC中，可以找到驅(qū)動(dòng)技術(shù)的優(yōu)越性。采用這些定制(或者半定制)器件，你就有很大的余地選定驅(qū)動(dòng)幅度和速度。設(shè)計(jì)初期，要滿(mǎn)足FPGA(或ASIC)設(shè)計(jì)時(shí)間的要求并確定恰當(dāng)?shù)妮敵鲞x擇，如果可能的話(huà)，還要包括引腳選擇。
在這個(gè)設(shè)計(jì)階段，要從IC供貨商那里獲得合適的仿真模型。為了有效的覆蓋SI仿真，你將需要一個(gè)SI仿真程序和相應(yīng)的仿真模型(可能是IBIS模型)。
最后，在預(yù)布線(xiàn)和布線(xiàn)階段你應(yīng)該建立一系列設(shè)計(jì)指南，它們包括：目標(biāo)層阻抗、布線(xiàn)間距、傾向采用的器件工藝、重要節(jié)點(diǎn)拓?fù)浜投私右?guī)劃。
7 預(yù)布線(xiàn)階段
預(yù)布線(xiàn)SI規(guī)劃的基本過(guò)程是首先定義輸入?yún)?shù)范圍(驅(qū)動(dòng)幅度、阻抗、跟蹤速度)和可能的拓?fù)浞秶?最小/最大長(zhǎng)度、短線(xiàn)長(zhǎng)度等)，然后運(yùn)行每一個(gè)可能的仿真組合，分析時(shí)序和SI仿真結(jié)果，最后找到可以接受的數(shù)值范圍。
接著，將工作范圍解釋為PCB布線(xiàn)的布線(xiàn)約束條件?？梢圆捎貌煌浖ぞ邎?zhí)行這種類(lèi)型的“清掃”準(zhǔn)備工作，布線(xiàn)程序能夠自動(dòng)處理這類(lèi)布線(xiàn)約束條件。對(duì)多數(shù)用戶(hù)而言，時(shí)序信息實(shí)際上比SI結(jié)果更為重要，互連仿真的結(jié)果可以改變布線(xiàn)，從而調(diào)整信號(hào)通路的時(shí)序。
在其它應(yīng)用中，這個(gè)過(guò)程可以用來(lái)確定與系統(tǒng)時(shí)序指針不兼容的引腳或者器件的布局。此時(shí)，有可能完全確定需要手工布線(xiàn)的節(jié)點(diǎn)或者不需要端接的節(jié)點(diǎn)。對(duì)于可編程器件和ASIC來(lái)說(shuō)，此時(shí)還可以調(diào)整輸出驅(qū)動(dòng)的選擇，以便改進(jìn)SI設(shè)計(jì)或避免采用離散端接器件。
8 布線(xiàn)后SI仿真
一般來(lái)說(shuō)，SI設(shè)計(jì)指導(dǎo)規(guī)則很難保證實(shí)際布線(xiàn)完成之后不出現(xiàn)SI或時(shí)序問(wèn)題。即使設(shè)計(jì)是在指南的引導(dǎo)下進(jìn)行，除非你能夠持續(xù)自動(dòng)檢查設(shè)計(jì)，否則，根本無(wú)法保證設(shè)計(jì)完全遵守準(zhǔn)則，因而難免出現(xiàn)問(wèn)題。布線(xiàn)后SI仿真檢查將允許有計(jì)劃地打破(或者改變)設(shè)計(jì)規(guī)則，但是這只是出于成本考慮或者嚴(yán)格的布線(xiàn)要求下所做的必要工作。
9 后制造階段
采取上述措施可以確保電路板的SI設(shè)計(jì)品質(zhì)，在電路板裝配完成之后，仍然有必要將電路板放在測(cè)試平臺(tái)上，利用示波器或者TDR(時(shí)域反射計(jì))測(cè)量，將真實(shí)電路板和仿真預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較。這些測(cè)量數(shù)據(jù)可以幫助你改進(jìn)模型和制造參數(shù)，以便你在下一次預(yù)設(shè)計(jì)調(diào)研工作中做出更佳的(更少的約束條件)決策。
10 模型的選擇
關(guān)于模型選擇的文章很多，進(jìn)行靜態(tài)時(shí)序驗(yàn)證的工程師們可能已經(jīng)注意到，盡管從器件數(shù)據(jù)表可以獲得所有的數(shù)據(jù)，要建立一個(gè)模型仍然很困難。SI仿真模型正好相反，模型的建立容易，但是模型數(shù)據(jù)卻很難獲得。本質(zhì)上，SI模型數(shù)據(jù)唯一的可靠來(lái)源是IC供貨商，他們必須與設(shè)計(jì)工程師保持默契的配合。IBIS模型標(biāo)準(zhǔn)提供了一致的數(shù)據(jù)載體，但是IBIS模型的建立及其品質(zhì)的保證卻成本高昂，IC供貨商對(duì)此投資仍然需要市場(chǎng)需求的推動(dòng)作用，而電路板制造商可能是唯一的需方市場(chǎng)本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/157669.htm
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