信号完整性测试

1． 信号完整性研究：什么是信号完整性?

如果你发现，以前低速时代积累的设计经验现在似乎都不灵了，同样的设计，以前没问题，可是现在却无法工作，那么恭喜你，你碰到了硬件设计中最核心的问题：信号完整性。早一天遇到，对你来说是好事。

在过去的低速时代，电平跳变时信号上升时间较长，通常几个ns。器件间的互连线不至于影响电路的功能，没必要关心信号完整性问题。但在今天的高速时代，随着IC输出开关速度的提高，很多都在皮秒级，不管信号周期如何，几乎所有设计都遇到了信号完整性问题。另外，对低功耗追求使得内核电压越来越低，1.2v内核电压已经很常见了。因此系统能容忍的噪声余量越来越小，这也使得信号完整性问题更加突出。

广义上讲，信号完整性是指在电路设计中互连线引起的所有问题，它主要研究互连线的电气特性参数与数字信号的电压电流波形相互作用后，如何影响到产品性能的问题。主要表现在对时序的影响、信号振铃、信号反射、近端串扰、远端串扰、开关噪声、非单调性、地弹、电源反弹、衰减、容性负载、电磁辐射、电磁干扰等。

信号完整性问题的根源在于信号上升时间的减小。即使布线拓扑结构没有变化，如果采用了信号上升时间很小的IC芯片，现有设计也将处于临界状态或者停

HDMI信号完整性分析

传输线的特征阻抗取决于其结构及材料的选择。图1是一个HDMI线缆的街头部分，其典型结构如图2所示，主要包括线材和连接器部分。

图1：HDMI线缆（局部） 图2：HDMI线缆头部结构 为了能够保证线缆的特征阻抗，首先要保证线材的特征阻抗能够尽量接近目标特征阻抗。图3是HDMI Type A/C线缆所用线材的截面图，确定了材料之后，可以使用2D场求解器确定其特征阻抗，经适当的调整结构参数就可以确定线材个部分的设计尺寸。

图3：Type A/C线材模型

连接器是线缆能够实现可分离连接的关键结构。由于连接器的结构比较复杂，在阻抗控制方面远不及线材容易实现，所以一般的业界规格里面，对连接器区段的阻抗匹配的规格略有放松。即便是如此，对于高速互联的连接器，在控制阻抗方面仍然面临很大的挑战。图4是一款HDMI线缆的特征阻抗测试的结果，该结果表明该连接器区域内存在较大的特这阻抗偏差(超出规格),而且存在特征阻抗较大区域的时间过长等一些列的问题。 图4：某型HDMI连接器特征阻抗测试

结果

透过三维高频结构分析，能够有效预测连接器区段内的散射矩阵，获得结构的高频特性评估的依据。和结构的力学评估类似，高频结构分析

ZS ωp ,()p 1

j ω?p

2

?+:=Source impedance of the driver: parameter vector p must contain: p 0=1 (type), p 1=series resistance (?), p 2=series inductance (H)

You can add parameters to make the source and load impedances as complicated as you like. Properties of the transmission line, source and load

rad/s

Calculation trick: offset the zeroth frequency

slightly from DC to avoid pide-by-zero singularities

rad/s

Hz

Frequencies used to sample Fourier transform functions

Index to frequency points index Horizontal axis for time plots 3.6.6 L

期待解决的问题：

1. 为何AC耦合电容放在TX端；

2. 为何有的电源或地平面要挖掉一块； 3. 搞清楚反射； 4. 搞清楚串扰； 5. 搞清楚地弹； 6. 搞清楚眼图； 7. 搞清楚开关噪声； 8. 各种地过孔的作用； 9. 写一份学习总结。

自己总结：

从微观的角度讲，信号完整性研究的是电子在电场和磁场的作用下是如何运动的，以及这种运动会造成哪些电气特性产生什么变化。

从宏观的角度讲，信号完整性研究的是如何保证信号从源端传送到终端的过程中，失真的程度在要求的范围内。

第1章

四类基本信号完整性问题：

1、 单一网络的信号质量：在信号路径和返回路径上由阻抗突变而引起的反射和失真。 2、 两个或多个网络间的串扰：理想回路和非理想回路耦合的互电容和互电感。 3、 电源分配系统中的轨道塌陷：电源和地网络中的阻抗压降。 4、 来自元件或系统的电磁干扰。

阻抗：

1、 任何阻抗突变，都会引起电压信号的反射和失真。

2、 信号的串扰，是由相邻线条及其返回路径之间的电场和磁场的耦合引起的，信号线间的

互耦合电容和互耦合电感的阻抗决定了耦合电流的值。

3、 电源供电轨道的塌陷，与电源分布系统（PDS）的阻抗有关。 4、 最大的

ZS ωp ,()p 1

j ω?p

2

?+:=Source impedance of the driver: parameter vector p must contain: p 0=1 (type), p 1=series resistance (?), p 2=series inductance (H)

You can add parameters to make the source and load impedances as complicated as you like. Properties of the transmission line, source and load

rad/s

Calculation trick: offset the zeroth frequency

slightly from DC to avoid pide-by-zero singularities

rad/s

Hz

Frequencies used to sample Fourier transform functions

Index to frequency points index Horizontal axis for time plots 3.6.6 L

复习思考题

1． 请写出三个影响EMC的原因，有哪些改善措施？ 2． 单传输线匹配端接有哪些形式，各有什么特点？

3． 差分端接要注意那些问题？

4． 同轴电缆的屏蔽层是单端接地好？还是双端接地好？为什么？

5． 写出五种防止串扰的设计技术

6． 多层板时安排叠层的原则是什么？如下的叠层设计，那一层走高危线的效果最好，为什么？

7． 设计一个8层板，要求两个地层，两个电源层，其他是信号层。如何分布？各有什么优缺点？ 8． 时钟信号的布线应注意哪些？

9． 去藕电容的选择原则是什么？如何计算电容的谐振频率？如何滤除1GHz以上的高频噪声？ 10． 为什么要进行回流设计？有效的措施有哪些？ 11． 12． 13． 芯片A 芯片B 什么是关键长度（电气长度）？如何估算？

如何估算带状线及微带线的等效阻抗？如何建立它们的无损电路模型？ 时序推算题

Tcycle 30 30 Tcomax 10 10 Tcomin 9 8 Tsetup 5 4 Thold 10 2 PCI信号，速率33MHz,其时序参数如下：

PCI信号线 芯 片

A

芯片B

Clk-a C

于博士信号完整性研究网说明

全市旅游行业开展打非治违抓责任活动推进旅游安全三项行动工作方案

????按照山东省旅游局《关于印发〈全省旅游行业开展打非治违抓责任活动推进旅游安全生产三项行动工作方案〉的通知》(鲁旅办发〔2009〕59号)文件要求,市旅游局确定在全市旅游行业开展“打非、治违、抓责任”活动,推进旅游安全执法行动、治理行动、宣传教育行动(以下简称“三项行动”)全面深入实施。特制定本工作方案。
????一、指导思想和目标
????深入贯彻落实科学发展观,坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,对旅游安全工作实行全员、全过程、全方位管理。以深入开展“安全生产责任落实年”春夏秋冬四大战役和“打非、治违、抓责任”为主线,强化旅游管理,着力解决旅游安全工作中存在的非法违法问题,全面排查治理旅游行业的事故隐患,加强旅游安全宣传教育,增强各地、各单位抓好旅游安全工作的责任感和自觉性,提高旅游从业人员和游客安全意识和安全技能。通过开展“打非、治违、抓责任”活动,推进“三项行动”，全面提升我市旅游安全管理水平,构建旅游安全管理长效机制。
二、重点内容
????(一)开展“打非”工作,推进旅游安全执法行动。重点对下列行为依法进行打击或查处:
1、旅行社未按规定投保

中国石油天然气股份有限公司

输气管道完整性管理文件体系

（第五分册）

完 整 性 评 价 技 术

xxxx-xx-xx发布

xxxx-xx-xx施行

中国石油天然气股份有限公司

天然气与管道分公司

完整性评价技术 编号： GPIMS／00／FC005-2005（A）

前言

《输气管道完整性管理文件体系》适用于中国石油天然气股份有限公司输气管道运营过程中的完整性管理。

石油天然气的管道运输是我国五大运输产业之一，对我国国民经济起着非常重要的作用，被誉为国民经济的动脉，随着国民经济的发展，国家对长输管道的依赖性逐渐提高，而管道对经济、环境和社会稳定的敏感度也越来越高，油气管道的安全问题已经是社会公众、政府和企业关注的焦点，政府对管道的监管力度也逐渐加大，因此对管道的运营者来说，管道的运行管理的核心是“安全和经济”。

由于当前中国石油所管理的油气管道多为上世纪70年代所建设和近年来新建管道，对老管道随着运行时间延长，管道事故时有发生，如何解决油气管道运行安全问题是当前解决老油气管道运行的首要问题。对新建管道，由于输送压力高，事故后果影响严重，如何保证管道在投入运行前期的事故多发期的运行安全，降低成本也是当前新建管道所面临的主要问题。

世界各国都在探

中国石油天然气股份有限公司

输气管道完整性管理文件体系

（第五分册）

完 整 性 评 价 技 术

xxxx-xx-xx发布

xxxx-xx-xx施行

中国石油天然气股份有限公司

天然气与管道分公司

完整性评价技术 编号： GPIMS／00／FC005-2005（A）

前言

《输气管道完整性管理文件体系》适用于中国石油天然气股份有限公司输气管道运营过程中的完整性管理。

石油天然气的管道运输是我国五大运输产业之一，对我国国民经济起着非常重要的作用，被誉为国民经济的动脉，随着国民经济的发展，国家对长输管道的依赖性逐渐提高，而管道对经济、环境和社会稳定的敏感度也越来越高，油气管道的安全问题已经是社会公众、政府和企业关注的焦点，政府对管道的监管力度也逐渐加大，因此对管道的运营者来说，管道的运行管理的核心是“安全和经济”。

由于当前中国石油所管理的油气管道多为上世纪70年代所建设和近年来新建管道，对老管道随着运行时间延长，管道事故时有发生，如何解决油气管道运行安全问题是当前解决老油气管道运行的首要问题。对新建管道，由于输送压力高，事故后果影响严重，如何保证管道在投入运行前期的事故多发期的运行安全，降低成本也是当前新建管道所面临的主要问题。

世界各国都在探

中兴通讯硬件一部巨作-信号完整性!

信号完整性基础知识张士贤编写

中兴通讯上海第一研究所

中兴通讯硬件一部巨作-信号完整性!

中兴通讯硬件一部巨作-信号完整性!

信号完整性基础知识

前

言

近年来，通讯技术、计算机技术的发展越来越快，高速数字电路在设计中的运用越来 越多，数字接入设备的交换能力已从百兆、千兆发展到几十千兆。高速数字电路设计对信 号完整性技术的需求越来越迫切。 在中、 大规模电子系统的设计中， 系统地综合运用信号完整性技术可以带来很多好处， 如缩短研发周期、降低产品成本、降低研发成本、提高产品性能、提高产品可靠性。 数字电路在具有逻辑电路功能的同时，也具有丰富的模拟特性，电路设计工程师需要 通过精确测定、或估算各种噪声的幅度及其时域变化，将电路抗干扰能力精确分配给各种 噪声，经过精心设计和权衡，控制总噪声不超过电路的抗干扰能力，保证产品性能的可靠 实现。 为了满足中兴上研一所的科研需要， 我们在去年和今年关于信号完整性技术合作的基 础上，克服时间紧、任务重的困难，编写了这份硬件设计培训系列教材的“信号完整性” 部分。由于我们的经验和知识所限，这部分教材肯定有不完善之处，欢迎广大读者和专家 批评指正。 本教材的对象是所内硬件设计工程师， 针对我所