SI知识--高速设计的基本知识

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高速公路设计标准

高速公路设计标准
高速公路作为国家重要的交通基础设施之一，其设计标准直接关系到公路的安全性、舒适性和通行效率。

因此，高速公路设计标准的制定和执行对于保障交通安全、促进经济发展具有重要意义。

首先，高速公路设计标准应当充分考虑道路的安全性。

在设计过程中，需要考虑车辆的行驶速度、车流量、路况等因素，合理确定路面的坡度、弯道的半径、路面的摩擦系数等参数，以确保车辆在高速行驶时能够保持稳定，减少交通事故的发生。

此外，应当设置合理的安全设施，如护栏、标线、交通信号等，提高道路的安全性。

其次，高速公路设计标准应当注重提高道路的通行效率。

在设计过程中，需要合理规划车道数量、车道宽度、匝道设置等，以适应不同车辆的通行需求。

同时，应当考虑道路的平整度、坡度和坡度变化等因素，减少车辆在行驶过程中的能量消耗，提高通行效率。

此外，应当合理设置服务设施，如休息区、加油站等，方便驾驶员的停车休息和补给，提高道路的通行舒适性。

最后，高速公路设计标准应当注重环保和可持续发展。

在设计过程中，需要考虑道路建设对周边环境的影响，合理规划排水系统、噪音防护设施等，减少对周边自然环境的破坏。

同时，应当采用环保材料和技术，降低道路建设和运营过程中的能源消耗和排放，实现道路的可持续发展。

综上所述，高速公路设计标准的制定和执行需要充分考虑道路的安全性、通行效率和环保性，以满足社会发展和人民生活的需求。

只有不断完善和执行高速公路设计标准，才能建设更加安全、舒适、高效的高速公路网络，为国家经济发展和社会进步提供坚实的交通基础设施支撑。

SI基础知识概要

两个重要的推论：
信号上升边时间减小，即通常所指电压或电流变化率增大（ dI/dt或dV/dt增大）阻抗连续性是造成信号完整性问题的重要因素
4
产生原因及影响
产生原因
电磁感应
影响
时序噪声电磁干扰（EMI）
5
产品发展趋势
在早期的电子产品中，不存在信号完整性问题
早期的电子产品时钟频率低一般情况下，时钟频率越高，上升变越快
13
工具
仿真工具
HSPICE Sigrity
量测工具
VNA TDR 阻抗测试仪
14
一些基本概念（1）一些基本概念（
过冲
15
一些基本概念（2）一些基本概念（
非单调性
16
一些基本概念（3）一些基本概念（
码间串扰ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
17
一些基本概念（4）一些基本概念（
噪声裕量
18
一些基本概念（5）一些基本概念（
阻抗匹配：又叫端接
19
一些基本概念（6）一些基本概念（
趋肤效应
20
一些基本概念（7）一些基本概念（
损耗角：用以描述非理想板材的损耗功率，其正切值为复介电常数的虚步与实部比值
21
诚信﹒尊重﹒追求卓越
7
反射
8
串扰
9
PI
10
EMI
11
解决方案——思路解决方案——思路 ——
反射：
阻抗连续严格管控板厂工艺
串扰
切断传播路径，即降低互容和互感
PI
降低电源传播路径的阻抗值
EMI
切断传播路径消除辐射源
12
解决方案——设计方法解决方案——设计方法 ——

设计知识包括什么知识点

设计知识包括什么知识点设计是一门综合性的学科，它涉及到许多不同领域的知识点。

设计知识的范围广泛，既包括理论知识，也包括实践经验。

在这篇文章中，我们将探讨设计知识的一些重要知识点。

一、美学知识美学是设计不可或缺的一部分，它涉及到对美的认识、评价和表达。

设计师需要了解色彩、形状、比例、对称、节奏等美学原理，以及不同文化背景下的审美观念和价值观。

美学知识帮助设计师创造出具有视觉吸引力和美感的作品。

二、人类学与心理学知识人类学与心理学知识帮助设计师理解不同人群的需求、喜好和行为模式。

通过了解人们的文化、社会背景以及心理特征，设计师能够更好地设计出符合人们需求和期望的产品和服务。

三、技术知识技术知识是设计师不可或缺的一项能力。

无论是传统的手工工艺技术，还是现代的数字工具和软件，设计师需要掌握各种技术来将构思转化为实际的作品。

此外，设计师还需要了解材料的特性和使用方法，以便在设计过程中作出正确的选择。

四、市场与商业知识设计师需要了解市场和商业知识，以便更好地理解客户的需求和预期。

他们需要了解产品定位、品牌价值、竞争对手分析、市场趋势等，帮助他们在设计过程中做出明智的决策，并为客户提供切实可行的解决方案。

五、交互设计知识随着数字化时代的到来，交互设计变得越来越重要。

交互设计涉及到人机界面、信息架构、用户体验等方面的知识。

设计师需要了解用户的需求和使用习惯，为他们提供友好、易用的界面和体验。

六、环境与可持续设计知识环境与可持续设计是设计师应当关注的一个重要领域。

设计师需要了解建筑、产品、包装等设计对环境的影响，以及如何通过设计来减少对环境的负面影响。

可持续设计还涉及到有效利用资源、循环利用和延长产品寿命等方面的知识。

七、创新与解决问题能力设计师需要具备创新思维和解决问题的能力。

他们需要不断寻找新的灵感和创意，解决客户和用户提出的各种挑战和问题。

创新思维和解决问题的能力可以通过积累经验、不断学习和实践来提高。

总之，设计知识是一个庞大而复杂的领域，需要设计师具备多方面的知识和技能。

高速pcb设计与电路板分析课程讲义3

高速设计分析技术Agenda 课程安排High Speed Trends 高速设计趋势y gSynchronous Design 同步系统设计Source Synchronous Design 源同步系统设计-DDR2-DDR3Serial Link Design 高速串行设计-Interconnect consideration 互连考虑I t t id ti-Technologies 设计技术-8b/10b Encoding 8b/10b编码Trend towards serial connectivity向串行连接发展高速电路设计趋势Parallel I/O − Common Clock并行IO –共同时钟系统Pre-layout simulation for design exploration and post-layout simulation for verification可以通过SI前后仿真进行设计•Signal timing 信号时序•Signal noise 信号噪声•Undershoot and overshoot 过冲Parallel I/O − Common Clock (继续) 并行IO –共同时钟Increase data pin counts How to increase data rate? 如何提高数据速率Increase data pin counts 增加管脚Increase bus clock frequency 增加时钟频率But…… 但是……•Increase data pin counts − it’s more hard for PCB design(need more space for trace breakout, routing…..) 增加管脚造成PCB 设计困难•Increase clock frequency − it will reduce timing margin,destroy signal integrity (due to multi-drop top.), restrict data trace length, increase EMI…增加时钟频率使得时序紧张, 信号完整性问题突出, 走线线长约束严格, 电磁辐射增加…Parallel I/O − Source Synchronous并行I/O –源同步系统Provide guidelines for physical layout by sweeping the solution space 可以通过参数扫描分析确定电气约束Measurements for voltage and time specifications and worst case Measurements for voltage and time specifications and worst case report 得到最坏情况下的信号质量和时序要求Bus timing analysis 总线时序分析•Slew rate prorating/derating for Setup/Hold Time compensations (DDR2) 考虑边沿速率造成的的建立保持时间的补偿(DDR2)Increase bus clock frequency Parallel I/O − Source Synchronous (继续)并行I/O –源同步系统How to increase data rate? 如何提高数据速率Increase bus clock frequency 增加时钟频率From single strobe to dual strobe 采用读写数据采样时钟From single end strobe to differential strobe signaling 采用差分时钟•Increase bus clock frequency − there is no theoretical limit on bus clock frequency, but higher clock frequency will cause signal integrity depredation(due to multi ‐drop top.) But…… 但是……p (p p )增加时钟频率使得信号完整性问题突出…•From single strobe to differential strobe − for less timing margin while design migrates to high speed, differential strobe will increase valid timing window采用差分时钟提高速率但是因为速率提高, 时序参数更为紧张Parallel I/O -Integrating SI with Timing 并行接口分析–综合考虑SI 和时序Multiple TopologiesWaveformandSolution SpaceTiming Equation Signal Integrity and Timing Analysis integrated to one solution 信号完整性和时序分析组成一个完整的解决方案Vin_AC_HighVin_DC_HighVrefVin_DC_LowVin_AC_Low “Sim Start time” normalizedSerial I/O 串行I/OInterconnect loss of the channel (entire signal path) 考虑互连损耗Jitter controlled is required due to CDR 控制抖动Modeling complex drivers and receivers 需要更复杂的器件模型 Stress test the design with LARGE bit streams 要分析大量数据位传输S-parameter simulation (Time domain & Frequency Domain) S-参数分析, 时域和频域分析Agenda 课程安排High Speed Trends 高速设计趋势y gSynchronous Design 同步系统设计Source Synchronous Design 源同步系统设计-DDR2-DDR3Serial Link Design 高速串行设计-Interconnect consideration 互连考虑I t t id ti-Technologies 设计技术-8b/10b Encoding 8b/10b编码Synchronous Design 同步设计系统Sometimes called “Common Clock” 又叫共同时钟系统Clocks are distributed from a central point to all of the loads. 时钟信号由同一时钟源发送Max operating frequency is a function of Tco, Tpd, Setup, Hold, and M ti f i f ti f T T d S t H ld d Clock Skew最大工作频率由缓冲延时，传输延时，建立，保持时间和时钟偏移决定Synchronous Data Transfer 数据传输方式Clock 14HoldDriverT coFlight Time Setup23D0 D1 D2D0 D1 D2Driving ReceivingSynchronous Timing Terminology时序参数Cycle Time (Tcycle)时钟周期Clock Skew时钟偏移Cycle 1Cycle 2 Clock to Output (Tco)时钟输出延时Clock JitterSynchronous Timing Terminology (继续)时序参数Interconnect Delay (Tpd)互连传输延时Positive Interconnect Delay (Tpd)Negative Interconnect Delay (Tpd)Defining Tco Tco 定义Tco = time from clock rise to Vmeas into test load从时钟边沿进入器件到数据从器件输出有效的时间(数据输出接测试负载)DinClockOutput BufferInternal LogicClock rises t = 0V measT R L = 50 ΩTcoLoad for Tco measurement (from databook)Components of Tco Tco的组成ClockI t lClockDinOutputBufferInternalLogicR L= 50 Ωrisest = 0V measTcoInternal delay = from clock rise to the point where the output begins to switch内部逻辑时延External (buffer) delay = how long the buffer takes to drive the reference load to V meas缓冲器时延Clock Jitter 时钟抖动Clock Clock Jitter occurs when the clock period varies from one period to the nextDriverCycle 1Cycle 2one period to the next 考虑周期差抖动•Usually caused by PLLinstability in the clockdriver 通常由锁相环引起 Jitter increases / decreases the clock periodthe clock period,decreasing the effective clock cycle 抖动减小有效时钟周期Clock Skew 时钟偏斜Clock Driver t = 0Occurs when differentdevices see the clocktransition at differenttimesD0D0t = 1t = 2时钟到达不同器件的时延Increases / decreasesthe apparent clockcycle. Depending onwhich devices aredriving / receivingD1D2D1D2g g根据驱动接收不同变化Reduces the effectiveclock cycle 减小有效时钟周期内部偏斜和外部偏斜•时钟驱动器造成内部偏斜•而PCB布线和设计以及外部环境引起的偏斜被称为外C部偏斜tSKEW_INTRINSIC = 器件引起的偏斜tSKEW_EXTRINSIC = PCB + 布线＋工作环境引起的偏斜tSKEW = tSKEW_INTRINSIC + tSKEW_EXTRINSIC内部偏斜-输出偏斜(tSK）•单一器件的指定输出之间的偏斜(JEDEC)•输出偏斜也称为引脚到引脚的偏斜。

SI基础知识测试

传输线试题答卷人∶答案卷得分∶100 折合∶15 一．在PCB Layout 设计中，匹配线长是工程师的基本功之一，尤其是据汇排，要让所有信号同时到达接收端。

如下图，封装A 是驱动端，透过三根微带走线传输到封装B，由於封装 A 内部的走线长一致，在PC 板上需要进相应的绕线处，以保证信号的同步性。

各部分的介电常标注在图中，请回答以下一些问题∶（12 分，每空 3 分）已知条件：真空中信号的传播速率为：11.85inch/ns信号传输速率大致与成反比。

1．信号在封装 A 中的传输延时是158 （单位∶ps/inch）；2．信号在PC 板上的传输延时是175 （单位∶ps/inch）；3．如果以Wire 3 为考基准线长，其在封装 A 中走线长为2000Mils，在PC 板上走线为10Inches，三根走线在封装 B 中的线长相同，wire 1 在封装 A 中wire 则在PC 板上，的走线长1500Mils， 2 在封装 A 中的走线长1000Mils，Layout 工程师需要相应调整Wire 1 的走线长为10.45 inches ；Wire 2 的长为10.90 inches 。

二．目前需要设计一块电板其中内层上要走种特性阻抗的传输线一种为特性阻抗值为60 欧姆的传输线另一种为特性阻抗值为30 欧姆的传输线。

已知PCB 板的内层走线最小宽为4mil，假设介质介电常为 4.3，铜线浓为 1.32mil，信号层到边考平面的高相同。

（每小题6 分） a.介质层需要多浓才能保证最小宽传输线的特性阻抗值为60 欧姆，这的介质浓指个考平面之间的距h。

给出计算过程注意∶如果计算信号走线层到其中一边考平面的高H，可以透过折算∶Hh-t/2 根据：，将Z060ohms ，w4Mils ，t1.32mils 带入即可算出∶h18.54Milsb.在叠层变的情况下，设计特性阻抗值为30 欧姆的传输线宽。

给出计算过程用上面同样的公式，将Z030ohms，h18.54Mils，t1.32mils 带入，可算出∶W14.01Mils三．传输线的阻抗需要特殊的TDR 测试设备，下图的子是一根传输线（包含容性器件）在TDR 中观察到的各段阻抗值。

高速SI测量方法(10G信号)

高速SI测量方法 (2)1 前言 (2)2 SFI (2)2.1 SFI标准 (2)2.2 电气特性 (2)2.3 测试仪器 (5)2.4 测试方法 (5)2.4.1 搭建测试环境 (5)2.4.2 启动DUT (7)2.4.3 选择BCM#模式 (7)2.4.4发送PRBS码 (7)2.4.5 调节预加重参数 (7)2.4.6 调节预加重驱动 (8)2.4.7 保存结果 (9)2.5 测试命令 (9)2.6 测试结果 (9)3 XFI (10)3.1 XFI标准 (10)3.2 电气特性 (10)3.3 测量仪器 (12)3.4 测试方法 (13)3.4.1 测试环境搭建 (13)3.4.2 启动DUT (15)3.4.3 选择BCM#模式 (15)3.4.4 发送PRBS码 (15)3.4.5 调节预加重参数 (15)3.4.6保存测试结果 (16)3.5 测试命令 (16)3.5.1 MAC_TX TEST (16)3.5.2 PHY_TX TEST (16)3.6.测试结果 (16)4 KR (18)4.1 测试方法 (20)4.2 测试命令 (20)4.3 测试结果 (21)5.总结 (24)5.1 测试注意事项 (24)5.2 眼图测试总结 (25)高速SI测量方法1 前言在速率达到10Gbps 高速设计中，尽管我们在电路设计上按照标准设计，但在信号的传输过程仍不可避免会受到串扰等的影响，由此我们需要去做信号完整性分析，以验证我们设计的正确性，而眼图是一种可对数字信号传输作定性分析的有效手段。

以下所介绍就是关于10G信号接口SFI、XFI、KR的SI测量方法。

2 SFI2.1 SFI标准SFF-8431定义了SFI的电气特性及测试方法。

2.2 电气特性在SFF-8431中SFI被定义了以下三种模型：①Host SystemFigure1---Host Compliance Board②ASIC/SerDesFigure 2---ASIC/SerDes Test Board③ModuleFigure 3---Module Compliance Board以上三种模型对应的定义了如下测试点：Figure 4---SFI Reference Points而在我们的设计应用中，我们需要验证IC的transmitter和receiver 的信号经过SFP+ Module connector后的信号质量.而ASIC/SerDes和Module模型分别定义对ASIC和Module本身的电气特性，并未考虑信号经过connector的情况，与我们的实际应用不符。

高速铁路设计规范(最新版)

11总则1.0.1 为统一高速铁路设计技术标准，使高速铁路设计符合安全适用、技术先进、经济合理的要求，制定本规范。

1.0.2 本规范适用于旅客列车设计行车速度250～350km/h 的高速铁路，近期兼顾货运的高速铁路还应执行相关规范。

1.0.3 高速铁路设计应遵循以下原则：（1）贯彻“以人为本、服务运输、强本简末、系统优化、着眼发展”的建设理念；（2）采用先进、成熟、经济、实用、可靠的技术；（3）体现高速度、高密度、高安全、高舒适的技术要求；（4）符合数字化铁路的需求。

1.0.4 高速铁路设计速度应按高速车、跨线车匹配原则进行选择，并应考虑不同速度共线运行的兼容性。

1.0.5 高速铁路设计年度宜分近、远两期。

近期为交付运营后第十年；远期为交付运营后第二十年。

对铁路基础设施及不易改、扩建的建筑物和设备，应按远期运量和运输性质设计，并适应长远发展要求。

易改、扩建的建筑物和设备，可按近期运量和运输性质设计，并预留远期发展条件。

随运输需求变化而增减的运营设备，可按交付运营后第五年运量进行设计。

1.0.6 高速铁路建筑限界轮廓及基本尺寸应符合图 1.0.6 的规定，曲线地段限界加宽应根据计算确定。

27250550040002440170017501250650③①②④⑤1700251250①轨面②区间及站内正线（无站台）建筑限界③有站台时建筑限界④轨面以上最大高度⑤线路中心线至站台边缘的距离（正线不适用）图1.0.6 高速铁路建筑限界轮廓及基本尺寸（单位：mm）1.0.7 高速铁路列车设计活载应采用ZK 活载。

ZK 活载为列车竖向静活载，ZK 标准活载如图 1.0.7-1 所示，ZK 特种活载如图 1.0.7-2 所示。

图1.0.7-1 ZK 标准活载图式图1.0.7-2 ZK 特种活载图式31.0.8 高速铁路应按全封闭、全立交设计。

1.0.9 高速铁路设计应执行国家节约能源、节约用水、节约材料、节省用地、保护环境等有关法律、法规。

高速数字系统设计-科大版

关键的性能瓶颈：CPU主频、内存访问速度以及I/O访问速度之间的发展差距
2012/2/13
中国科技大学快电子学安琪
19
Intel® Core™ Duo Processor Microprocessor Architecture
2012/2/13
中国科技大学快电子学安琪
20
Intel® Pentium® processor Extreme Edition 955
数据来源：Intel
中国科技大学快电子学安琪 15
2012/2/13
Moore’s Law的描述
2012/2/13
中国科技大学快电子学安琪
16
Moore’s Law的描述
2012/2/13
中国科技大学快电子学安琪
17
“Moore’s Law remains a fundamental enabler of our growth, & it’s alive and well at Intel. But the way we and our customers look at Moore’s Law has changed. Moore’s Law isn’t just about more transistors. It’s also about how creatively you use those transistors.
By Stephen H. Hall, Garrett W. Hall & James A. McCall
中文版： “高速数字系统设计” －互连理论和设计实践手册伍微等译，机械工业出版社，2005.3 Signal Integrity: Simplified

SI,PI,EMC,RF

SI---Signal Integrity 信号完整性PI---Power Integrity 电源完整性emc---electromagnetic compatibility 电磁兼容rf --radio frequency 射频emc=emi+emsEMI(电磁辐射）=传导干扰(conduction)+辐射干扰(emission)SI: 由傅立叶变换可看出，信号上升越快, 高次谐波的幅度越大, MAXWELL方程组看知,这些交流高次谐波会在临近的线上产生交变电流. 甚至通过空间寄生电容直接辐射到另外的导体,所以这些高次谐波就是造成辐射干扰(emission)的主要因素; (说的简单点，就是信号上升越快，信号越完整，信号品质越好，但是对于emi不好）PI: PCB上存在数字\\模拟区域, 高频\\低频区域等不同的区域和平面, 如果分割不当则很容易相互干扰, 即传导干扰(conduction).电源完整性之APSIM-SPI 篇在PCB设计中，高速电路的布局布线和质量分析无疑是工程师们讨论的焦点。

尤其是如今的电路工作频率越来越高，例如一般的数字信号处理(DSP)电路板应用频率在150－200MHz是很常见的，CPU板在实际应用中达到500MHz以上已经不足为奇，在通信行业中Ghz电路的设计已经十分普及。

所有这些PCB板的设计，往往是采用多层板技术来实现。

在多层板设计中不可避免地为采用电源层的设计技术。

而在电源层设计中，往往由于多种类的电源混合应用而使得设计变为十分复杂。

那么萦绕在PCB工程师中的难题有哪些？PCB的层数如何定义？包括采用多少层？各个层的内容如何安排最合理？如应该有几层地，信号层和地层如何交替排列等等。

如何设计多种类的电源分块系统？如3.3V, 2.5V, 5V, 12V 等等。

电源层的合理分割和共地问题是PCB是否稳定的一个十分重要的因素。

如何设计去耦电容？利用去耦电容来消除开关噪声是常用的手段，但如何确定其电容量？电容放置在什么位置？什么时候采用什么类型的电容等等。

pcb电路si设计

pcb电路si设计PCB（Printed Circuit Board）电路SI（Signal Integrity）设计是指在设计PCB电路时考虑信号完整性的一项技术。

它是为了确保在高速传输环境中，信号能够准确地传递和接收，而不受噪声、时钟偏差和信号失真等问题的影响。

本文将介绍PCB电路SI设计的基本原理、流程以及一些常见的SI设计技术。

一、PCB电路SI设计的基本原理PCB电路SI设计是建立在信号传输中的电磁学基础上的。

在高速传输中，信号从发送器到接收器会经过传输线、连接器、晶体管等多个元件，并受到布线、环境噪声和器件的影响。

因此，通过精确计算和仿真，可以预测和优化信号在PCB电路中的传输质量。

1. 传输线理论传输线是指连接电子元件和器件的电气线路，一般由导线、地线和绝缘材料等构成。

在高速传输中，传输线上的信号会受到衰减、反射、串扰等影响，传输线理论可以协助设计师通过计算和仿真，优化线路参数，减小信号失真。

2. 电磁兼容性电磁兼容性是指在电子系统中，各个设备和电路之间能够和谐共存，相互之间不产生干扰。

PCB电路SI设计需要考虑信号线和功率线的布局，减小信号线和电源线之间的串扰，提高系统的电磁兼容性。

二、PCB电路SI设计的流程PCB电路SI设计的流程一般分为规划设计、信号仿真、布局布线和信号完整性验证等阶段。

下面将对每个阶段进行详细介绍。

1. 规划设计阶段规划设计阶段是PCB电路SI设计的起始阶段，也是最重要的阶段之一。

在这个阶段，设计师需要明确系统的功能和性能要求，制定出合理的设计目标和设计限制。

同时，要评估系统中的关键信号、高速器件和敏感信号，确定需要进行SI设计的部分。

2. 信号仿真阶段信号仿真是为了预测和分析信号在PCB电路中的传输性能。

在这个阶段，设计师需要利用专业的仿真工具对电路进行仿真和优化。

通过仿真，可以观察信号的波形和时域性能，检测潜在的信号失真问题，并进行相应的修改和优化。

3. 布局布线阶段布局布线是指在PCB板上进行电路部件的布置和互联设计。

PCB SI设计与分析

HighLow ShuntCEFFCEFF Shunt LC L C Electrical characteristic of route.Calculate Z (impedance), S (routingspeed), and L, C, R and use for analysis.驱动端封装的寄生L, C, R 接收端传输线LC R L C R L C R 传输线解析器完成对连接线的计算准备模型（输出）准备模型（输入）R R 封装的寄生L C R 33 欧姆75 欧姆串联匹配形式：对于多数TTL和CMOS器件，器件的驱动端的输出阻抗要小于传输线的阻抗。

这种情形下一般地采用串联阻抗匹配的端接方式（如下图所示）。

驱动端的串联电阻一般取值在几十欧姆，它可以很好地保证驱动端的反射特性。

并联匹配形式：这种匹配网络一般用在器件的接收端。

由于多数IC的接收端的输入阻抗相比传输线的阻抗高得多，所以采用这种在高的输入阻抗前端并联一个电阻的方式以实现接收端的阻抗与传输线匹配。

但这种匹配网络中的端接电阻R要耗损一定的支流功率。

戴维宁式的并联匹配形式：为了减少并联匹配网络中的支流功耗，可以采用如下的戴维宁式的并联匹配网络。

其缺点是增加了一个电阻。

并行AC匹配形式：使用串联的RC电路作为端接网络。

这种方法的好处是没有直流功率损耗，但RC网络会对信号的上升沿带来负面影响，所以要慎重选择R、C的特征值。

一般地，这种端接方式主要用在时钟信号上，R可以取值75欧姆，C取值100pF。

肖特基并联匹配网络：下图所示为采用并联二极管式的匹配网络。

这种匹配方法利用二极管的钳位特性，主要用在控制过冲/欠冲的应用情形。

由于二极管的开关速度很难做到很快，所以这种方法不适合速度高的场合。

五种常用的传输线端接匹配方法R0+R=Z0DDR2 用的越来越广泛UniPhierDDR2 x 8 (512MB)主板PCB 子板PCB 子板电路原理图子系统多板（子系统）SI 仿真发端预加重接收均衡背板上的插接件对信号通路提供感性负载，而过孔则提供容性负载。

高速铁路有关知识

高速铁路钢轨1 高速铁路对钢轨的要求高速铁路轴重轻，速度快，磨耗少；线路条件和列车状态好，曲线半径大，轨道平顺,高速铁路对钢轨的要求:（1）高平直度、高几何尺寸精度（2）高韧性（3）高纯净度（4）高焊接性能（5）高安全性和可靠性2 高速铁路钢轨材质的选择2.1 国外高速铁路采用的钢轨材质国外高速铁路基本采用800～880MPa强度等级的热轧钢轨。

从材料角度来看，钢轨强度等级低，虽然耐磨性要差一些，但韧性、塑性、焊接工艺性、打磨性较好（硬度低易打磨，并不易出现脆性马氏体组织），钢轨的安全储备大、质量可靠性高，这正是高速铁路所要求的最重要的性能指标。

日本是世界上最早建设高速铁路的国家。

日本新干线一直采用强度等级为800MPa、轨面硬度大于235HB的热轧钢轨。

法国在上世纪80年代建设的第一条高速铁路即东南线(巴黎—里昂)时采用700MPa的热轧钢轨(UIC700)。

该线路自1983年开通，至今未大修换轨。

后来修建的高速铁路均采用强度等级为880MPa的UIC900A钢轨。

德国高速铁路客货混线，采用强度等级880MPa的UIC900A 钢轨。

其他欧洲国家以及韩国等修建的高速铁路也均采用强度等级为880MPa的UIC900A钢轨。

日本、欧洲高速铁路用钢轨的强度等级及其性能注*：在新颁布的欧洲标准将UIC900A改为R260,并优化了化学成分。

2.2 我国钢轨的化学成分及性能特点2.2.1 我国钢轨的化学成分我国铁路目前广泛使用的钢轨主要有强度等级为880MPa的U71Mn和强度等级为980MPa的U75V。

我国主要钢轨化学成分/％2.2.2 我国U75V和U71Mn钢轨的性能特点U71Mn轨为我国至今使用时间最长的强度等级为880MPa 钢轨，有较好的韧、塑性，尤其低温性能较好，焊接性能优良。

U75V轨在U71Mn钢轨的基础上，增加了碳、硅含量，添加了微合金元素钒，降低了Mn含量，热轧后强度等级为980MPa，比U71Mn钢轨高一个强度等级。

SI、PI、EMC、RF的问题

所有这些PCB板的设计，往往是采用多层板技术来实现。

在多层板设计中不可避免地为采用电源层的设计技术。

而在电源层设计中，往往由于多种类的电源混合应用而使得设计变为十分复杂。

如何设计多种类的电源分块系统？如3.3V, 2.5V, 5V, 12V 等等。

电源层的合理分割和共地问题是PCB是否稳定的一个十分重要的因素。

如何设计去耦电容？利用去耦电容来消除开关噪声是常用的手段，但如何确定其电容量？电容放置在什么位置？什么时候采用什么类型的电容等等。

SI,PI,EMC,RF是什么

SI,PI,EMC,RF是什么SI---Signal Integrity 信号完整性PI---Power Integrity 电源完整性emc---electromagnetic compatibility 电磁兼容rf --radio frequency 射频emc=emi+emsEMI(电磁辐射）=传导干扰(conduction)+辐射干扰(emission)SI: 由傅立叶变换可看出，信号上升越快, 高次谐波的幅度越大, MAXWELL方程组看知,这些交流高次谐波会在临近的线上产生交变电流. 甚至通过空间寄生电容直接辐射到另外的导体,所以这些高次谐波就是造成辐射干扰(emission)的主要因素; (说的简单点，就是信号上升越快，信号越完整，信号品质越好，但是对于emi不好）PI: PCB上存在数字\\模拟区域, 高频\\低频区域等不同的区域和平面, 如果分割不当则很容易相互干扰, 即传导干扰(conduction).电源完整性之APSIM-SPI 篇在PCB设计中，高速电路的布局布线和质量分析无疑是工程师们讨论的焦点。

所有这些PCB板的设计，往往是采用多层板技术来实现。

在多层板设计中不可避免地为采用电源层的设计技术。

而在电源层设计中，往往由于多种类的电源混合应用而使得设计变为十分复杂。

如何设计多种类的电源分块系统？如3.3V, 2.5V, 5V, 12V 等等。

电源层的合理分割和共地问题是PCB是否稳定的一个十分重要的因素。

如何设计去耦电容？利用去耦电容来消除开关噪声是常用的手段，但如何确定其电容量？电容放置在什么位置？什么时候采用什么类型的电容等等。

高速数字设计与信号完整性总论PPT课件

• 理论上没有最高总线频率的限制。 • 总线频率取决于数据信号和锁存信号的延时差
（skew）。 • 非理想因素会产生不必要的偏移，从而限制了
源同步总线频率。 • 源同步总线中飞行时间不再是相关因素。 • 保证锁存信号与数据信号的一致是比较好的，
这样会减少两者之间的偏移。
22
Noise
• 单个网络的信号质量 • 串扰 • 电地之间电压跌落 • 来自系统或元件的电磁干扰
这限制了共用时钟总线的工作频率
18
源同步
19
Tsetup
T se m a tir u n ( g T c ps o t r T fo l stb t r T e d o ) e - ( b T c le a d o y a T ftl d a t) - a T ste atup
T vb T coda t(a T costr oT b dee)lay
4
电子产品的趋势
• 时钟频率 • 边沿速率 • 密度 • 电源 • 功耗 • 上市周期
5
每两年翻一番！！
时钟频率
晶体管特征尺寸的持续减小，上升边必然持续减小且时钟频率必须持续提高
6
边沿速率
芯片制造厂总是采用更低成本，更好特性的生产过程，故生产出来的芯片上升沿更短
7
高速概念
• 高速信号频率大于50MHz 上升沿Tr< 6Tpd
• 高速设计
经验法则：对于上升沿为1ns的信号，PCB线长超过1inch，就必须考虑传输线效应，采用高速设计理念
8
9
• 转折频率
信号带宽
10
HW 工程师掌握高速设计的必要性
高速设计与硬件研发的每一个环节相关
• 系统工程师

高速信号走线规则

随着信号上升沿时间的减小，信号频率的提高，电子产品的EMI问题，也来越受到电子工程师的关注。

高速PCB设计的成功，对EMI的贡献越来越受到重视，几乎60％的EMI问题可以通过高速PCB来控制解决。

规则一：高速信号走线屏蔽规则如上图所示：在高速的PCB设计中，时钟等关键的高速信号线，走需要进行屏蔽处理，如果没有屏蔽或只屏蔽了部分，都是会造成EMI的泄漏。

建议屏蔽线，每1000mil，打孔接地。

规则二：高速信号的走线闭环规则由于PCB板的密度越来越高，很多PCB LAYOUT工程师在走线的过程中，很容易出现这种失误，如下图所示：时钟信号等高速信号网络，在多层的PCB走线的时候产生了闭环的结果，这样的闭环结果将产生环形天线，增加EMI的辐射强度。

规则三：高速信号的走线开环规则规则二提到高速信号的闭环会造成EMI辐射，同样的开环同样会造成EMI辐射，如下图所示：时钟信号等高速信号网络，在多层的PCB走线的时候产生了开环的结果，这样的开环结果将产生线形天线，增加EMI的辐射强度。

在设计中我们也要避免。

规则四：高速信号的特性阻抗连续规则高速信号，在层与层之间切换的时候必须保证特性阻抗的连续，否则会增加EMI 的辐射，如下图：也就是：同层的布线的宽度必须连续，不同层的走线阻抗必须连续。

规则五：高速PCB设计的布线方向规则相邻两层间的走线必须遵循垂直走线的原则，否则会造成线间的串扰，增加EMI 辐射，如下图：相邻的布线层遵循横平竖垂的布线方向，垂直的布线可以抑制线间的串扰。

规则六：高速PCB设计中的拓扑结构规则在高速PCB设计中有两个最为重要的内容，就是线路板特性阻抗的控制和多负载情况下的拓扑结构的设计。

在高速的情况下，可以说拓扑结构的是否合理直接决定，产品的成功还是失败。

如上图所示，就是我们经常用到的菊花链式拓扑结构。

这种拓扑结构一般用于几Mhz的情况下为益。

高速的拓扑结构我们建议使用后端的星形对称结构。

规则七：走线长度的谐振规则检查信号线的长度和信号的频率是否构成谐振，即当布线长度为信号波长1／4的时候的整数倍时，此布线将产生谐振，而谐振就会辐射电磁波，产生干扰。

设计哪些知识点

设计哪些知识点设计知识是指在进行设计工作时所需要掌握的相关知识和技能。

在不同领域的设计中，所需的知识点也各不相同。

本文将就设计过程中需要掌握的几个常见的知识点进行介绍。

1. 色彩学知识色彩在设计中起到了至关重要的作用。

设计师需要了解色彩的基本原理，包括色彩的三要素：色相、明度和饱和度。

同时，对于色彩的搭配和运用也需要有一定的了解。

不同的色彩组合会产生不同的效果，设计师需要根据设计的目的和风格来选择适合的色彩组合。

2. 图形设计知识图形设计是设计中的一个重要方向，设计师需要了解不同类型的图形设计和其特点。

例如，平面设计、UI设计、标志设计等。

设计师需要掌握构图、比例、对称、色彩运用等图形设计的基本原则，以及使用常见的设计软件进行图形设计的技巧。

3. 版面设计知识版面设计是指将各种元素进行合理组合和安排，形成整体设计效果的过程。

在版面设计中，设计师需要考虑文字和图像的布局、排版、字体的选择等。

同时，还需要注意整体的视觉效果和层次感，以及与设计目的的契合度。

4. 设计原型制作知识设计原型是将设计概念具体化的过程，通过制作原型可以更好地展示设计想法。

设计师需要掌握常见的原型制作软件，如Axure、Sketch、Figma等，以及相应的操作技巧。

同时，还需要了解用户体验设计原则，以便设计出更加符合用户需求的产品或服务。

5. 品牌设计知识品牌是企业或产品在市场上的形象和认知，品牌设计需要考虑到企业的理念、价值观等因素。

设计师需要理解并关注品牌的目标受众、定位和差异化竞争策略，以及不同品牌元素的使用方式，如标志、字体、颜色等。

6. 用户体验设计知识用户体验设计是以用户为中心进行设计的思维方式，旨在提供更好的用户体验。

设计师需要了解用户行为和需求分析、信息架构、界面交互设计等方面的知识。

同时，对于可用性测试和用户反馈的分析也需要有一定的了解。

7. 创意与创新设计师需要具备创意思维和创新能力，不断追求设计的新颖和独特。