1. 信号完整性: 信号完整性(Signal Integrity)简称SI,指信号从驱动端沿传输线到达接收端后波形的完整程度。即信号在电路中以正确的时序和电压作出响应的能力。如果电路中信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达IC,则该电路具有较好的信号完整性。反之,当信号不能正常响应时,就出现了信号完整性问题。从广义上讲,信号完整性问题指的是在高速产品中由互连线引起的所有问题,主要表现为五个方面:延迟、反射、串扰、同步切换噪声(SSN)和电磁干扰(EMI)。
2. 传输线:由两根具有一定长度的导体和介质组成的回路,就叫做传输线。导体有可能是信号线,也有可能是回流平面。
3. 集总电路:在电路分析中,电路的所有参数,如阻抗、容抗、感抗都集中于空间的各个点上,各个元件上,各点之间的信号是瞬间传递的,这种电路模型称为集总电路。
4. 分布式系统:实际的电路情况是各种参数分布于电路所在空间的各处,当这种分散性造成的信号延迟时间与信号本身的变化时间相比已不能忽略的时侯,整个信号通道是带有电阻、电容、电感的复杂网络,这就是一个典型的分布参数系统。
5. 上升/下降时间:信号从低电平跳变为高电平/从高电平跳变为低电平所需要的时间,在测量的时候,由上升/下降沿在10%~90%或者是20%~80%电压幅值之间的持续时间,记为Tr/Tf。
6. 截止频率:这是表征数字电路中集中了大部分能量的频率范围(0.5/Tr),记为Fknee,一般认为超过这个频率的能量对数字信号的传输影响很小。
7. 特征阻抗:又叫特性阻抗,是交流信号在传输线上传播中遇到不变的瞬态阻抗就被称为特征阻抗,记为Z0。可以通过传输线上输入电压对输入电流的比率值(V/I)来表示。这是一个频域里面的概念。
8. 传输延迟:是指信号在PCB 的导线上以有限的速度传输,从驱动端到接收端存在的传输延时。信号的延时会对系统的时序产生影响,在高速PCB 设计中,传输延迟主要取决于导线的长度和导线周围介质的介电常数,记为Tpd。
9. 微带线:是指只有一个参考平面的传输线。
10. 带状线:是指具有两个参考平面的传输线。
11. 共面波导:是指在介质平面上,在导线的两边都由导体包围的传输线。
12. 反射:当传输线的特性阻抗与负载阻抗不匹配时,信号到达接收端后有一部分能量将沿着传输线反射回去,使得信号波形发生畸变,甚至出现信号的过冲和下冲。信号如果在传输线上来回反射,就会产生振铃和环绕振荡。发射的程度可以有反射系数ρ表示。反射系数ρ:ρ=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)。
13. 过冲/下冲:过冲就是指接收信号的第一个峰值或谷值超过设定电压——对于上升沿是指第一个峰值超过最高电压;对于下降沿是指第一个谷值超过最低电压,而下冲就是指第二个谷值或峰值。
14. 振荡:在一个时钟周期中,反复的出现过冲和下冲,我们就称之为振荡。振荡根据表现形式可分为振铃和环绕振荡,振铃为欠阻尼振荡,而环绕振荡为过阻尼振荡。
15. 端接或者匹配:指为了消除反射而通过添加电阻或电容器件来达到阻抗匹配的效果。通常采用在端接或者匹配有源端端接、终端端接、戴维宁端接、钳位端接等等。
16. 串扰:串扰是指当信号在传输线上传播时,因电磁耦合对相邻的传输线产生的不期望的电压噪声干扰,这种干扰是由于传输线之间的互感和互容引起的。信号回流(Return current):指伴随信号传播的返回电流。前向串扰:指干扰源对牺牲源的接收端产生的第一次干扰,也称为远端干扰FEXT。后向串扰:指干扰源对牺牲源的发送端产生的第一次干扰,也称为近端干扰NEXT。
17. 建立时间:建立时间就是接收端需要数据提前于时钟上升/下降沿稳定存在于输入端的时间。
18. 保持时间:接收端为了锁存一个信号,必须要求数据信号在被时钟沿触发后继续保持一段时间,以确保数据被正确的抓取。这个最小的时间就是的保持时间。
19. 非单调性:波形在上升沿或者下降沿上出现非递增或者递减的现象,在翻转门限电平处的非单调可能造成逻辑判断错误。
20. 毛刺:像单个脉冲一样的噪声,达到翻转电平门限的毛刺可能造成逻辑错误
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