PCB设计与信号完整性仿真
PCB设计中的信号完整性分析方法
PCB设计中的信号完整性分析方法PCB设计是现代电子产品开发中不可或缺的一环。
而信号完整性是保证电子产品性能和可靠性的重要因素之一。
本文将介绍PCB设计中常用的信号完整性分析方法。
一、信号完整性的重要性信号完整性是指信号在电路板上的传输过程中，能够保持其原有的波形、速度和幅度，没有失真、噪声或者延迟。
信号完整性的不良会导致各种问题，如时钟偏移、串扰、干扰等，从而影响整个系统的性能和稳定性。
二、信号完整性分析方法1. 布线规则设计在PCB设计过程中，通过合理的布线规则设计可以减少信号的串扰和耦合。
比如，避免信号线之间的交叉、保持适当的距离、分层布线等。
2. 传输线理论传输线理论是用于分析高速信号传输的一种方法。
通过建立传输线模型，可以预测信号在传输过程中的行为。
在信号完整性分析中，可以使用传输线理论对信号的波形、传播时间和幅度进行分析。
3. 电磁仿真电磁仿真是一种基于数值计算的信号完整性分析方法。
通过建立PCB的电磁场模型，可以确定信号在电路板上的传播路径和互连耦合情况。
常用的电磁仿真软件包括HFSS、ADS等。
4. 时域分析时域分析是一种基于时间的信号完整性分析方法。
通过观察信号的波形和过渡边沿，可以判断信号是否出现失真、震荡或者反射等问题。
常用的时域分析工具包括示波器、逻辑分析仪等。
5. 频域分析频域分析是一种基于频率的信号完整性分析方法。
通过对信号的频谱进行分析，可以判断信号是否出现带宽限制、谐振或者频率响应不平坦等问题。
常用的频域分析工具包括频谱分析仪、网络分析仪等。
6. 时序分析时序分析是一种基于时钟的信号完整性分析方法。
通过分析信号在时钟边沿触发的时间关系，可以判断信号的稳定性和时钟偏移情况。
常用的时序分析工具包括时序分析仪、时钟提取软件等。
三、信号完整性验证流程针对PCB设计中的信号完整性问题，通常可以采用以下的验证流程：1. 设计规则检查（DRC）：通过软件工具检查布线是否符合设计规则，是否存在潜在的信号完整性问题。
从PCB设计信号完整性
从PCB设计信号完整性PCB设计信号完整性是指在PCB电路板上保持信号完整性的技术要求，以确保电子设备的正常运行。
信号完整性是一项综合考虑信号传输过程中的各种因素的工程学科，包括信号的噪声和失真、信号传输的延迟和抖动等。
PCB设计信号完整性是高速和多层电路板设计中的一个关键方面。
下面将详细介绍PCB设计信号完整性的重要性、设计原则和常用的技术手段。
PCB设计信号完整性的重要性如下：1.高速信号完整性：随着高速电子设备的普及，如高速计算机、高速通信系统等，高速信号的完整性的问题越来越重要。
在高频电子设计中，信号完整性是电磁兼容性（EMC）和辐射性能的关键因素。
2.减少信号中的噪声和失真：在信号传输过程中，例如在长距离传输线上或信号链中，信号会受到各种噪声和失真的干扰，例如串扰、时钟偏移、反射、散射和抖动等。
信号完整性设计能够减少这种噪声和失真，提高信号传输的质量。
3.提高信号传输的稳定性：在设计中考虑信号完整性可以提高信号传输路径的稳定性，降低传输过程中的错误率。
特别是在高速电路设计中，传输线的选用、终端匹配和信号的校准对信号传输性能至关重要。
PCB设计信号完整性方面的设计原则如下：1.保持信号完整性的连续路径：在信号的传输路径上，包括传输线、连线和接插件等，应该避免信号的突变、死区和断续，以保持信号的连续性和完整性。
2.控制信号噪声：通过适当的阻抗匹配、屏蔽和终端匹配技术，控制信号线上的噪声，降低串扰和其他干扰。
此外，还可以通过选择合适的电源滤波器来消除电源噪声。
3.控制信号传输的延迟和抖动：通过适当的传输线设计和减少信号反射，控制信号传输中的延迟和抖动。
此外，可以利用布线规则和降噪技术来控制信号传输过程中的时钟偏移。
4.优化地面和电源设计：在PCB设计中，地面和电源规划是十分重要的。
良好的地面层设计和电源规划可以降低共模噪声和电源噪声，提高信号完整性。
常用的PCB设计信号完整性技术手段如下：1.传输线和差分对：在高速设计中，使用传输线和差分对可以有效地控制信号的传播速度和噪声干扰。
基于Cadence_Allegro的高速PCB设计信号完整性分析与仿真
基于Cadence_Allegro的高速PCB设计信号完整性分析与仿真覃婕;阎波;林水生【摘要】信号完整性问题已成为当今高速PCB设计的一大挑战,传统的设计方法无法实现较高的一次设计成功率,急需基于EDA软件进行SI仿真辅助设计的方法以解决此问题.在此主要研究了常见反射、串扰、时序等信号完整性问题的基础理论及解决方法,并基于IBIS模型,采用Cadence_Allegro软件的Specctraquest和Sigxp组件工具对设计的高速14位ADC/DAC应用系统实例进行了SI仿真与分析,验证了常见SI问题解决方法的正确性.%Signal Integrity (SI) problem has became one of the greatest challenge in high-speed PCB design area, the traditional design method is hard to realize high once-through design success, SI simulation aided design method based on EDA software is demanded to solve this problem. The basic theory and solutions of some normal SI problems such as reflection,crosstalk and timing are researched. SI analysis and simulation of a high-speed 14bits ADC/DAC application system based on Specctraquest and Sigxp in Cadence_Allegrospb 16. 0 are designed, the validity of the solutions to the SI problems is verified.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)010【总页数】4页(P169-171,178)【关键词】高速PCB设计;信号完整性;反射;串扰;时序;SI分析及仿真【作者】覃婕;阎波;林水生【作者单位】电子科技大学通信与信息工程学院,四川成都,611731;电子科技大学通信与信息工程学院,四川成都,611731;电子科技大学通信与信息工程学院,四川成都,611731【正文语种】中文【中图分类】TN919-340 引言随着半导体工艺的迅猛发展以及人们对信息高速化、宽带化的需求，高速PCB 设计已经成为电子产品研制的一个重要环节，信号完整性( Signal Integrity，SI)问题(包括反射、串扰、定时等)也逐渐发展成为高速PCB设计中难以避免的难题，若不能较好地解决信号完整性设计问题，将有可能造成高速PCB设计的致命错误，浪费财力物力，延长开发周期，降低生产效率。
PCB信号完整性分析与设计
PCB信号完整性分析与设计在电子设计领域，信号完整性（Signal Integrity，简称SI）是指电路系统中信号的质量和稳定性。
PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）作为电子设备的基础组件，其信号完整性分析与设计直接影响到整个电子设备的工作性能。
本文将探讨PCB信号完整性分析的重要性以及设计策略。
在现代电子系统中，高速数字信号的传输越来越普遍，对PCB信号完整性的要求也越来越高。
如果信号完整性得不到保障，会导致一系列问题，如电磁干扰（EMI）、电源噪声、时序错误等，严重时可能导致系统崩溃。
阻抗不连续：当信号在PCB走线传输时，如果阻抗突变，会导致信号反射，从而影响信号完整性。
串扰：相邻信号线之间的电磁耦合会导致信号间的干扰，影响信号的纯净性。
电源噪声：电源的不稳定或噪声会影响数字系统的时序和稳定性。
接地问题：不合理的接地方式会导致信号间的干扰和电源噪声的引入。
合理规划信号走线：根据信号的特性和频率，选择合适的走线方式，如并行走线、差分走线等，以减小信号间的干扰。
优化阻抗匹配：通过计算和控制阻抗，使信号在传输过程中的反射最小。
减少串扰：通过增加间距、使用屏蔽罩等方式，减小信号间的电磁耦合。
电源和接地设计：采用稳定的电源系统和合理的接地方式，以减小电源噪声和信号干扰。
使用去耦电容：在关键电源和接地节点处使用去耦电容，可以有效吸收电源噪声和减少信号干扰。
信号时序控制：通过合理的设计，保证信号的时序正确，避免因时序错误导致的系统不稳定。
仿真与优化：使用专业的仿真工具对设计进行仿真，根据仿真结果对设计进行优化。
PCB信号完整性分析与设计是保证现代电子系统性能的重要环节。
通过对影响信号完整性的主要因素进行分析，我们可以针对性地提出有效的设计策略。
在实施这些策略时，需要综合考虑系统的复杂性和实际可操作性，确保设计的实用性和有效性。
随着电子技术的发展，我们需要不断地更新和改进信号完整性设计和分析的方法，以满足更高性能、更低功耗、更小体积的电子设备需求。
基于信号完整性的高速数据采集存储器PCB设计与仿真
ｍ ｅ ｔ ｉｎ ｌ ｎ ｅ ｒ ｅ ｕ ｒｍｅ ｔ ｅ ｇ ａ ｔ ｇｉ ｒ ｑ ｉ ｓ ｉ ｙ ｔ ｅ ｎｓ ． Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｉｈ ｐ ｅ ａａ ｃ ｕ ｓ ｉｎ ｍ ｅ ｒ ； ｉｈ ｐ ｅ ＣＢ； ｏ ｔ ｒ “ ｐ ｒ ｙ ｘ ；ｉ ｎ ｌ ｎ ｅ ｒ ｙｓ ｙ ｒ ｓ ｈ ｇ —ｓ ｅ ｄ ｄ ｔ ｑ ｉ ｔ ｍｏ ｙ ｈ ｇ —ｓ ｅ ｄ Ｐ ａ ｉｏ ｓｆ ｗａ ｅ Ｈｙ ｅＬ ｎ ” ｓ ａ ｔｇ ｉ ｍｕ ａ ｏ ｇ ｉ ｔ ｉ ｌ ｎ ｉ ｔ
析提供 了Ｐ Ｂ ｃ 设计准则 ，在Ｐ Ｂ Ｃ 布线完成后 ，对其再次进行信号完整性仿真分析 ，仿真结果表明 ，该系统的传 输 信号边缘较光滑 、无 明显过冲 、下冲、振铃现象 ，符合信号完整陛要求 。
关键词 ： 高速数据采集存储器 ；高速Ｐ Ｂ “ ｙｅ ｙｘ Ｃ ； Ｈ ｐｒ ｎ ”软件 ；信号完整性仿真分析 Ｌ
Ｄｙ ａ ｃ ｅｓｒ ｎ （ ｒ ｉ ｒｔ ｏ Ｃ ｉａ Ｍ ｉ ｓ ｆ ｄ ｃｔ ｎ ａ ｕｎ００ ５ ，Ｃ ｉａ ｎｍｉＭ ａ ｅ ｔ Ｎｏ ｈＵｎｖ ｓｙ ｆ ｈｎ ）， ｎ ｔ ｏ Ｅ ｕａ ｏ ，Ｔ ｉ ａ ３ ０ １ ｈｎ ） ｕ ｍｅ ｔ ｅｉ ｉｒ ｙ ｉ ｙ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｉ ｈ ｓ ｅ ｄ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓ ｉ ｎ ｓｓｅ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ．ａ ｈ ｇ — ｐ ｅ ａａ ａ ｑ ｉ ｔ ｙ ｔ ｍ，ｓｍｐｉ ｇ ｒ ｔ ｆｗｈ ｃ ａ ｅ ｕ Ｏ １ ０ Ｓ ，ｃ ｎ ｉｏ ａ ｌ ａｅ ｏ ｉｈ ｃ ｎ ｂ ｐ ｔ Ｍ ＰＳ ａ ｎ ０
ｂ ｌ ｅ ｉ ｉ ｌｃｌ ｅ ａｔ ｉ ｒｆ ａ ｉｅ ｒｊｃｉ ， ｎ ｅｉ ｅ ｙｈｇ —ｐ ｅ Ｃ ． ｕ ｅａｓ ｅｐａ ｄｗ ｔ ｎａｓ ｌ ａｂ ｒ ｎｉ ｒ ａ ｒｌ ｒ ｐｏｅｔｅ ａ ｄｉ ｉ ｄｓ ｎ ｄｂ ｉｈ ｓｅｄＰ Ｂ Ｂ ｔ ｃｕｅ ｃ ｈ ｍａ ｉ ａ ｃ ｔ ｔｌ ｙ ｌ ｔｓ ｇ ｂ
基于信号完整性分析的高速PCB设计
Ｌｉ ａｎｇ Ｌｏ ｎｇ
（ ｎ ｔｔ ｔ ｆＳ ｇ ａ ａ ｔ ｒｎ ｎ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ，Ｎｏ ｔ ｉｅ ｓｔ ｆＣｈ ｎ ，Ｔａｙ ａ ３ ０ １ Ｉ ｓｉｕ ｅｏ ｉ ｎ ｌＣ ｐ ｕ ｉ ｇ ａ ｄ Ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｒ ｈ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｉａ ｉ ｕ ｎ ０ ０ ５ ，Ｃ ｉ ａ ｈｎ ）
计 ， 而 达 到提 高 设 计 质 量 ， 短 设 计 周 期 的 目的 。 从 缩
求 的时 间 内 ， 号 能 够 不 失 真 地 从 源 端 传 送 到 接 收 端 ， 信 就
称 该 信 号 是 完 整 的 ］ 随 着 半 导 体 工 艺 的 迅 猛 发 展 、ｃ 。 Ｉ
１ 应 用 设 计 实 例
大地 提 高 了 电路 设 计 质 量 ， 缩短 了研 发 周 期 。本 文 主要 介 绍反 射 和 串扰 仿 真 。 关 键 词 ：信 号 完整 性 ； 速 电路 ； 扑 结 构 高 拓 中 图分 类 号 ：ＴＮ７ ０ １ 文 献 标 识码 ：Ａ
Cadence SI信号完整性仿真技术
Cadence PCB SI仿真流程——孙海峰高速高密度多层PCB板的SI/EMC(信号完整性/电磁兼容)问题长久以来一直是设计者所面对的最大挑战。
然而，随着主流的MCU、DSP和处理器大多工作在100MHz以上(有些甚至工作于GHz级以上)，以及越来越多的高速I/O埠和RF前端也都工作在GHz级以上，再加上应用系统的小型化趋势导致的PCB 空间缩小问题，使得目前的高速高密度PCB板设计已经变得越来越普遍。
许多产业分析师指出，在进入21世纪以后，80%以上的多层PCB设计都将会针对高速电路。
高速讯号会导致PCB板上的长互连走线产生传输线效应，它使得PCB设计者必须考虑传输线的延迟和阻抗搭配问题，因为接收端和驱动端的阻抗不搭配都会在传输在线产生反射讯号，而严重影响到讯号的完整性。
另一方面，高密度PCB板上的高速讯号或频率走线则会对间距越来越小的相邻走线产生很难准确量化的串扰与EMC问题。
SI和EMC的问题将会导致PCB设计过程的反复，而使得产品的开发周期一再延误。
一般来说，高速高密度PCB需要复杂的阻抗受控布线策略才能确保电路正常工作。
随着新型组件的电压越来越低、PCB板密度越来越大、边缘转换速率越来越快，以及开发周期越来越短，SI/EMC挑战便日趋严峻。
为了达到这个挑战的要求，目前的PCB设计者必须采用新的方法来确保其PCB设计的可行性与可制造性。
过去的传统设计规则已经无法满足今日的时序和讯号完整性要求，而必须采取包含仿真功能的新款工具才足以确保设计成功。
Cadence的Allegro PCB SI提供了一种弹性化且整合的信号完整性问题解决方案，它是一种完整的SI/PI(功率完整性)/EMI问题的协同解决方案，适用于高速PCB设计周期的每个阶段，并解决与电气性能相关的问题。
Allegro PCB SI信号完整性分析的操作步骤，就是接下来将要介绍的。
一、Allegro PCB SI分析前准备：1、准备需要分析的PCB，如下图；2、SI分析前的相关设置，执行T ools/Setup Advisor,进入Database Setup Advisor 对话框，进行SI分析前的设置；（1）设置PCB叠层的材料、阻抗等，点击Edit Cross section，进入叠层阻抗等设置界面。
PCB与信号完整性工程设计原理及方法
电磁波在介质的中的传输速度只与介质的介电常数或等效介电常 数有关。
FR4带状线的典型传输速度为180ps/inch
耦合传输线分析
由于信号之间存在耦合，就引出了有效特征阻抗的概念： 若传输线加相反激励，则有效特征阻抗为：Zo= Z(1－K)，即奇模阻抗； 若传输线加相同激励，则有效特征阻抗为：Ze= Z(1＋K)，即偶模阻抗。 差分阻抗就是奇模阻抗的两倍。K为两根传输线之间的耦合系数。
为传播常数 为特征阻抗
由于R, G 远 小于 jwL、 jwC， 所 以通常所说的 阻抗是指：
Zo = L/C
单根传输线的分析方法（续）
从通解中可以看到传输线上的任意一点的电压和电流都是入射波 和反射波的叠加，传输因此传输线上任意一点的输入阻抗值都是 时间、位置、终端匹配的函数，再使用输入阻抗来研究传输线已 经失去意义了，所以引入了特征阻抗、行波系数、反射系数的概 念描述传输线。
PCB与 信 号 完 整 性 分 析 基 础
目录
前言 信号完整性（Signal Itegrity）概念 信号完整性（Signal Itegrity）原理 信号完整性仿真技术 信号完整性工程设计应用
现代电子设计的挑战
不断缩小的特征尺寸
高速问题更加突出
信号边缘速率越来越快 片内和片外时钟速率越来越高 系统和板级SI、EMC问题更加突出
流与侵害网络的跳变方向一致。
串扰与耦合机理
前向串扰： 1/2Ic-IL 后向串扰： 1/2Ic+IL 在理想情况下，前向串扰是相抵消的，通常IL比Ic大。 后向串扰脉冲幅度饱和，宽度是信号在平行耦合线长度上传输时间 的两倍，前向串扰脉冲宽度与驱动信号上升时间相同，幅度随耦合 长度增加而增加，最终达到饱和。
hyperlynx仿真流程
hyperlynx仿真流程Hyperlynx是一款专业的电磁兼容性（EMC）和信号完整性（SI）仿真工具，可用于分析和优化高速PCB设计中的信号传导和电磁干扰问题。
下面是Hyperlynx仿真流程的详细描述。
1. 建立工程文件：首先，需要在Hyperlynx中创建一个新的工程文件。
选择合适的文件名和保存路径，并确保新建的工程文件与待仿真的PCB设计文件关联。
2. 导入PCB设计：将待仿真的PCB设计文件导入到Hyperlynx中。
根据实际情况选择导入PCB文件的格式，比如OBD++、IPC-2581或者Gerber文件等。
确保导入后的PCB布局与原始设计文件一致。
3. 设置仿真参数：在Hyperlynx中，需要根据仿真需求设置合适的信号完整性和电磁兼容性仿真参数。
这些参数包括传输线特性阻抗、时钟频率、板层堆叠、信号源和终端模型等。
4. 创建信号网络：利用Hyperlynx中的布线工具创建信号网络，包括引脚、信号源、信号终端和传输线等。
确保网络连接正确无误。
5. 添加探针：在关键节点上添加探针，以便监测和分析信号传输过程中的电压波形、电流、噪声等参数。
6. 运行仿真：设置好仿真参数后，可以开始运行仿真。
可以选择不同的分析类型，如时域仿真、频域仿真、串扰仿真等。
根据仿真结果，可以评估信号完整性和电磁兼容性的性能指标。
7. 优化设计：根据仿真结果，可以对PCB设计进行优化。
例如，调整布线、改进接地方案、减小信号回返路径等，以提高信号完整性和电磁兼容性。
8. 重新仿真：经过设计优化后，需要重新进行仿真，以评估优化效果。
反复进行仿真和优化，直到满足设计要求。
9. 结果分析和报告：根据仿真结果，可以进行结果分析和报告撰写。
可以生成波形图、频谱图、时钟抖动分析图等，以直观地展示仿真结果。
撰写详尽的报告，提供给设计团队和相关利益相关者。
总结：Hyperlynx作为一款专业的仿真工具，可以帮助工程师进行高速PCB设计中的信号完整性和电磁兼容性分析。
PCB电路中信号完整性分析与EMC仿真技术_任尚宗
为格林函数，表面电
流分布可以采用边界有限元 (BEM) 方法分析。有限元法采 用自适应迭代算法，该算法一开始先选用较粗的剖分，采用
我们上面介绍的方法求解，然后看其精度是否满足要求。如
不满足，进一步细化剖分，再次进行求解，直到达到给定的精
度。
另一种常用的计算方法称为矩量法，它是将上述积分方
程化为差分方程，或将积分方程中积分化为有限求和，从而建
具体来说信号完整性分析包括同一布线网络上同一信号的反射分析阻抗匹配分析信号过冲分析信号时序分析信号强调分析等于邻近布线网络上不同信号之间的串扰分析由于在相邻pcb布线之间存在寄生电容csv高频信号会通过csv引起互相干扰在一路有脉冲信号通过时另一路上在脉冲的上升沿和下降沿位置有干扰脉冲出现这就是pcb布线间的串扰
奇偶模的传输速率不同，导致 v_a_out 出现较大的过冲。由计 算结果可知其特性阻抗为 49.2ohm，偶模阻抗为 65.4ohm，奇 模阻抗为 37ohm，奇偶模阻抗与端接的电阻（开路）不匹配，因 此总的输出结果出现很多次的反射叠加，即产生了串扰噪声。
电路板级的信号完整性问题和仿真分析
电路板级的信号完整性问题和仿真分析摘要：今天随着电子技术的发展，电路板设计中的信号完整性问题已成为PCB设计者必须面对的问题。
信号完整性指的是什么？信号在电路中传输的质量。
由于电子产品向高速、微型化的发展，导致集成电路开关速度的加快，产生了信号完整性问题。
常见的问题有反弹、振铃、地弹和串扰等等。
这些问题将会对电路板设计产生怎样的影响？通过理论分析探讨，找到解决它们的一些途径。
传统的PCB设计是在样机中去测试问题，极大的降低了产品设计的效率。
使用EDA工具分析，可以将问题在计算机中进行暴露处理，降低问题的出现，提高产品的设计效率。
这里以Altium Designer 6.0工具为例，介绍分析解决部分信号完整性问题的方法。
关键词：信号完整性 Altium Designer 6.0 仿真分析[中图分类号] O59 [文献标识码] A [文章编号] 1000-7326（2012）04-0125-0320世纪初叶，科学家先后发明了真空二极管和三极管，它代表人类进入了电子技术时代。
随后半导体晶体管和集成电路的出现，将电子技术推向了一个新的时期。
特别是IC芯片的发展，使电子产品越来越趋向于小型化、高速化、数字化。
但同时却给电子设计带来一个新的问题：体积减小导致电路的布局布线密度变大，而同时信号的频率也在迅速提高，如何处理越来越快的信号。
这就是我们硬件设计中遇到的最核心问题：信号完整性。
为什么我们以前在学校学习和电子制作中没有遇到呢？那是因为在模拟电路中，采用的是单频或窄频带信号，我们关心的只是电路的信噪比，没有去考虑信号波形和波形畸变；而在数字电路中，电平跳变的信号上升时间比较长，一般为几个纳秒。
元件间的布线不会影响电路的信号，所以都没有去考虑信号完整性问题。
但是今天，随着GHz时代的到来，很多IC的开关速度都在皮秒级别，同时由于对低功耗的追求，芯片内核电压越来越低，电子系统所能容忍的噪声余量越来越小，那么电路设计中的信号完整性问题就突现出来了。
PCB设计解决信号完整性SI问题的几种方法介绍
PCB设计解决信号完整性SI问题的几种方法介绍简介：信号完整性（SI）问题解决得越早，设计的效率就越高，从而可避免在PCB设计完成之后才增加端接器件，本文主要介绍了几种解决信号完整性（SI）问题的方法。
1 设计前的准备工作在设计开始之前，必须先行思考并确定设计策略，这样才能指导诸如元器件的选择、工艺选择和电路板生产成本控制等工作。
就SI而言，要预先进行调研以形成规划或者设计准则，从而确保设计结果不出现明显的SI问题、串扰或者时序问题。
2 电路板的层叠某些项目组对PCB层数的确定有很大的自主权，而另外一些项目组却没有这种自主权，因此，了解你所处的位置很重要。
其它的重要问题包括：预期的制造公差是多少？在电路板上预期的绝缘常数是多少？线宽和间距的允许误差是多少？接地层和信号层的厚度和间距的允许误差是多少？所有这些信息可以在预布线阶段使用。
根据上述数据，你就可以选择层叠了。
注意，几乎每一个插入其它电路板或者背板的PCB 都有厚度要求，而且多数电路板制造商对其可制造的不同类型的层有固定的厚度要求，这将会极大地约束最终层叠的数目。
你可能很想与制造商紧密合作来定义层叠的数目。
应该采用阻抗控制工具为不同层生成目标阻抗范围，务必要考虑到制造商提供的制造允许误差和邻近布线的影响。
在信号完整的理想情况下，所有高速节点应该布线在阻抗控制内层（例如带状线）。
要使SI最佳并保持电路板去耦，就应该尽可能将接地层/电源层成对布放。
如果只能有一对接地层/电源层，你就只有将就了。
如果根本就没有电源层，根据定义你可能会遇到SI问题。
你还可能遇到这样的情况，即在未定义信号的返回通路之前很难仿真或者仿真电路板的性能。
3 串扰和阻抗控制。
高速PCB设计中信号完整性的仿真与分析经验
高速PCB设计中信号完整性的仿真与分析经验信号完整性是高速PCB设计中非常重要的考虑因素之一，它涉及到信号的传输特性、功率完整性和噪声抑制等方面。
为了确保良好的信号完整性，需要进行仿真和分析，下面将分享一些经验。
首先，进行信号完整性仿真和分析时，通常会使用电磁场仿真软件，如HyperLynx、ADS和Siemens Polarion等。
这些软件提供了强大的仿真工具，可以模拟高速信号在PCB板层间、连线延迟、反射噪声和交叉耦合等方面的特性。
在进行PCB布线之前，可以使用S参数仿真来预测信号传输损耗和延迟。
S参数仿真可以帮助确定适当的信号线宽和间距，以确保信号在传输过程中不会过多地损耗信号强度。
另外，还可以使用时间域仿真来观察信号的时钟偏移、波形畸变和振荡等问题。
在信号完整性分析中，功率完整性也是一个重要的考虑因素。
为了确保功率供应的稳定性，可以使用直流仿真来模拟电流分布和功率供应网络的负载情况。
同时，也需要考虑布线的阻抗匹配和电源降噪等因素，以确保信号传输过程中的稳定性和可靠性。
噪声抑制是信号完整性另一个重要的方面。
在高速PCB设计中，尤其是在高频电路中，信号可能会受到电磁干扰、串扰和反射等干扰。
为了抑制这些噪声，可以使用串扰仿真来分析信号互相之间的干扰程度，并采取相应的补救措施，如增加地线和电源平面或添加层间抑制器等。
此外，还可以通过仿真来评估不同布线方案的性能。
通过对比仿真结果，可以选择性能最佳的布线方案，以实现更好的信号完整性。
除了进行仿真分析，还应根据实际情况对设计进行优化，如合理布局和分隔模块、减少信号线长度、使用合适的信号线层间堆叠等。
总结起来，信号完整性的仿真与分析在高速PCB设计中起着至关重要的作用。
通过运用合适的仿真工具和技术，可以提前检测和解决信号完整性问题，提高PCB设计的可靠性和性能。
同时，也需要结合实际经验和优化措施，确保设计的有效性和可行性。
五款信号完整性仿真工具介绍
现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。
高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。
目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。
(一)Ansoft公司的仿真工具现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。
高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。
目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。
Ansoft的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题：SIwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。
该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。
该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。
它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何数量的过孔和信号引线条构成。
仿真结果采用先进的3D图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿真器。
(二)SPECCTRAQuestCadence的工具采用Sun的电源层分析模块：Cadence Design Systems的SpecctraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI。
该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。
PCB设计的信号完整性解析
分析Technology AnalysisI G I T C W 技术132DIGITCW2021.04PCB 设计时我们常遇到下面情景，当PCB 上两个信号走线紧挨着且长距离平行走线时，信号之间容易互相干扰；或者走线不平滑有拐角出现，走线经过接插件、过孔时会出现振铃等信号质量问题。
上面的是我们PCB 设计人员常遇到的串扰和反射信号完整性问题。
下面我们先来看下反射问题。
当信号沿着走线传输时，它有一定的瞬态阻抗，而当其瞬态阻抗发生变化时，部分信号就会将沿着与原传播方向相反的方向回传，而另一部分将向前继续传播，但信号幅度有所改变（如图1所示）。
我们通常将瞬态阻抗发生改变的地方称为阻抗突变，阻抗突变引起了信号反射。
图1分析反射问题我们通常运用Altium Designer 软件来进行仿真工作。
用软件进行反射波形仿真时要注意以下几个要点：（1）每个元件的模型必须正确。
（2）有电路作为源的驱动。
（3）设定激励源。
（4）设定电源和地网络。
（5）PCB 层叠设定。
反射问题的实质其实是传输线的阻抗发生了变化，所以解决阻抗的突变是处理反射的最好手段。
那么采取某些方法使得阻抗突变减小，从而改善反射问题是接下来要讨论的内容。
解决阻抗突变常用的阻抗匹配方式有以下几种，如图所示：（1）串联匹配通常是在输出端上串接一个电阻，使其与传输线的阻抗一致；比较常用是33欧姆的电阻。
（2）并联匹配是在负载端并联电阻或电容，使其阻抗等于传输线特性阻抗。
（3）戴维南匹配是在负载端的电源端上拉电阻R1和在地端下拉电阻R2，通过R1和R2来吸收反射，其等效电阻R1/R2等于传输线阻抗，减少对输出端的驱动要求。
（4）RC 匹配是在负载端并联电容和电阻，电阻来消除反射，电容来减少功耗。
（5）二极管匹配常用于差分信号，对信号的过冲、欠冲有抑制作用，但其无法与线路特性阻抗匹配，所以反射不能消除。
从上面方法来看，串联匹配和并联匹配可能是比较有效的、实用的解决信号反射的方法，接下来用Altium Designer 仿真来看下两种匹配方式的效果。
浅谈PCB的信号完整性设计分析
浅谈PCB的信号完整性设计分析1. 引言1.1 背景介绍PCB的信号完整性设计在现代电子产品设计中扮演着至关重要的角色。
随着电子产品的不断发展，尤其是高速数字电子产品的广泛应用，信号完整性设计已经成为PCB设计中不可或缺的一部分。
随着电子产品的不断发展，尤其是高速数字电子产品的广泛应用，信号完整性设计已经成为PCB设计中不可或缺的一部分。
在高速数字电子产品中，信号传输的速度越来越快，信号完整性设计的要求也越来越高。
信号完整性设计不仅仅涉及到信号传输线的布局和走线，还需要考虑信号的波形失真、串扰、反射等问题。
信号完整性设计的好坏直接影响到整个电路的性能和稳定性。
在PCB设计中，信号完整性设计是一个复杂而细致的工作。
要想做好信号完整性设计，需要充分理解PCB设计原则、信号完整性设计的要点，以及传输线的特性分析等知识。
只有这样，才能更好地发现和解决在信号完整性设计中可能出现的问题，确保设计的稳定性和可靠性。
深入研究和探讨PCB的信号完整性设计是至关重要的。
1.2 研究意义信号完整性设计是PCB设计中非常重要的一个方面，其意义主要体现在以下几个方面：1.提高系统性能：信号完整性设计可以有效地降低信号传输过程中的噪声和时延，保证信号的准确传输，从而提高系统的性能和稳定性。
2.减少设计错误：通过信号完整性设计，可以在设计阶段及时发现和解决信号完整性问题，避免在后期出现信号干扰、串扰等问题，减少设计错误的发生。
3.节约成本和时间：信号完整性设计可以帮助设计工程师在最短的时间内找到最佳的设计方案，避免了在后期不断修改和优化的情况，从而节约了设计成本和时间。
4.提高产品可靠性：信号完整性设计可以有效地提高产品的可靠性和稳定性，减少故障率，提高产品的市场竞争力。
深入研究和探讨PCB的信号完整性设计是非常有意义的，可以帮助工程师在实际项目中更好地应用相关技术，提高设计水平和产品质量。
2. 正文2.1 PCB设计原则PCB设计原则是保证信号完整性设计的基础，主要包括以下几个方面：1. 信号层分布：合理的信号层分布可以减少信号线间的干扰，提高信号的传输性能。
rgmii pcb设计规则
rgmii pcb设计规则RGMII（Reduced Gigabit Media Independent Interface）是一种常用于以太网物理层接口的标准，用于将以太网MAC层与PHY层之间的数据传输。
在设计RGMII PCB时，需要遵循一些规则和准则，以确保电路板的性能和可靠性。
本文将介绍一些常见的RGMII PCB 设计规则。
1. 时钟信号布线规则：在RGMII接口中，时钟信号是非常重要的，因为它用于同步数据传输。
时钟信号应该被视为差分信号，严格控制时钟和信号线的长度，以保持信号的完整性。
时钟线应该尽量短，并使用相同的长度进行布线，以确保两个时钟边沿的到达时间一致。
2. 线长匹配规则：在RGMII接口中，数据和时钟线应该尽量匹配长度，以确保数据传输的稳定性。
在布线过程中，可以使用层间交叉和微调来调整线长，以确保所有信号线的长度相等或非常接近。
3. 差分对布局规则：在RGMII接口中，数据线和时钟线都是差分信号对。
为了减少信号的串扰和噪声干扰，应将差分信号对保持在一起，并且在布局时应遵循相同的规则。
同时，差分对之间应保持足够的间距，以避免相互之间的干扰。
4. 地线布局规则：在RGMII接口中，地线的布局非常重要。
地线应该尽量短，而且应该与信号线和时钟线保持相等的长度。
地线需要提供充足的回流路径，以确保信号的可靠传输和抑制噪声。
5. 终端电阻规则：在RGMII接口中，终端电阻的布置和选择对信号完整性至关重要。
终端电阻应与信号线和时钟线匹配，并且应正确选择阻值。
通常，常用的终端电阻阻值为50欧姆。
6. 层间堆叠规则：在RGMII PCB设计中，可以使用多层布线来优化信号传输和阻抗控制。
可以将信号线和电源线放置在内层，地线放置在外层，以提供良好的屏蔽和抗干扰能力。
7. 电源和地平面规则：在RGMII PCB设计中，应提供充足的电源和地平面，以确保信号的稳定性和抗干扰能力。
电源和地平面应铺设整个电路板，并使用足够的电源和地连接。
allegro_PCB_SI仿真
4.2传输线的特性阻抗……………………………………………………….16
第五章反射的理论分析和仿真………………………………………………..19
5.1反射形成机理…………………………………………………………….19
5.2反射引起的振铃效应…………………………………………………….20
5.3端接电阻匹配方式……………………………………………………….23
Key Words
High-speedPCB、Signal integrity、Transmission lines、reflect、crosstalk、simulation
第一章绪论………………………………………………………………………5
第二章Candence Allegro PCB简介……………………………………………..6
传统的设计方法在制作的过程中没有仿真软件来考虑信号完整性问题，产品首次成功是很难的，降低了生产效率。只有在设计过程中融入信号完整性分析，才能做到产品在上市时间和性能方面占优势。对于高速PCB设计者来说，熟悉信号完整性问题机理理论知识、熟练掌握信号完整性分析方法、灵活设计信号完整性问题的解决方案是很重要的，因为只有这样才能成为21世纪信息高速化的成功硬件工程师。
随着微电子技术和计算机技术的不断发展，信号完整性分析的应用已经成为解决高速系统设计的唯一有效途径。借助功能强大的Cadence公司SpecctraQuest仿真软件，利用IBIS模型，对高速信号线进行布局布线前信号完整性仿真分析是一种简单可行行的分析方法，可以发现信号完整性问题，根据仿真结果在信号完整性相关问题上做出优化的设计，从而缩短设计周期。
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本人技术屌丝一枚，从事PCB相关工作已达8年有余，现供职于世界闻名的首屈一指的芯片设计公司，从苦逼的板厂制板实习，到初入Pcblayout，再到各种仿真的实战，再到今天的销售工作，一步一步一路兢兢业业诚诚恳恳，有一些相关领悟和大家分享。
买卖不成也可交流。
1.谈起硬件工作，是原理图，pcb，码农的结合体，如果你开始了苦逼的pcblayout工作，那么将是漫长的迷茫之路，日复一日年复一年，永远搞不完的布局，拉线。
眼冒金星不是梦。
最多你可以懂得各种模块的不同处理方式，各种高速信号的设计，但永远只能按照别人的意见进行，毫无乐趣。
2.谈起EDA相关软件，形象的说，就普通的PROTEL/AD来说你可能只有3-6K，对于pads 可能你有5-8K，对于ALLEGRO你可能6-10K,你会哀叹做的东西一样，却同工不同酬，没办法这就是市场，我们来不得无意义的抱怨。
3.众所周知，一个PCB从业者最好的后路就是仿真工作，为什么呢？一；你可以懂得各种模块的设计原则，可以优化不准确的部分，可以改善SI/PI可以做很多，这往往是至关重要的，你可以最大化节约成本，减少器件却功效相同；二；从一个pcblayout到仿真算是水到渠成，让路走的更远；
三：现实的说薪资可以到达11-15K or more，却更轻松，更有价值，发言权，你不愿意吗？
现在由于本人已技术转销售，现在就是生意人了哈哈，我也查询过各种仿真资料我发现很少，最多不过是Mentor Graphics 的HyperLynx ，candense的si工具，
但是他们真的太low了，精确度和完整性根本不能保证，最多是定性的能力，无法定量。
真正的仿真是完整的die到die的仿真，是完整的系统的，是需要更高级的仿真软件，被收购的xxsigrity，xx ansys，hspicexx，adxx等等，这些软件才是真正的仿真。
本人提供各种软件及实战代码，例子，从基本入门到高级仿真，从电源仿真，到ddr仿真到高速串行仿真，应有尽有，，完全可以使用，想想以后的高薪，这点投入算什么呢？舍不得孩子套不住狼哦。
所有软件全兼容32位和64位系统。
切记本人还提供学习手册，你懂的，完全快速进入仿真领域。
你懂的！
希望各位好好斟酌，自己的路是哪个方向，是否想更好的发展，舍得是哲学范畴，投资看得是利润的最大化，学会投资吧，因为他值得拥有，骚年！
注：本人也可提供培训服务，面面俱到，形象具体，包会！
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