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信号完整性目录
信号完整性简介 影响信号完整性的主要因素及解决办法 如何发现信号完整性问题 如何解决设计中信号完整性问题
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信号完整性简介
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电子信息交互成功关键
• 正确的电平匹配 • 正确的协议 • 正确的电平传送 • 充裕的数据建立保持时间
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什么是正确的电平匹配
2.5V的电压是“0”还是“1” ？
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什么是正确的电平匹配
2.5V电压是-TTL 电 平： “1” CMOS电平：不确定
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什么是正确的电平匹配
2.5V电压是-LVTTL 电 平： “1” LVCMOS电平：“1”
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什么是正确的电平匹配
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数字电路设计关键-电平匹配
CMOS CMOS 驱动 TTL 驱动 LVTTL 驱动 LVCMOS 驱动 RMA Y N N N TTL Y Y Y Y LVTTL 限制 限制 Y Y LVCMOS 限制 限制 Y Y
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电子信息交互成功关键
• 正确的电平匹配
• 正确的协议
• 正确的电平传送 • 充裕的数据建立保持时间
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正确的通讯协议
异步SRAM写操作过程 RMA
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正确的通讯协议
PCI总线写操作过程
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电子信息交互成功关键
• 正确的电平匹配 • 正确的协议 • 正确的电平传送 • 充裕的数据建立保持时间
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理想的信号传送
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电平传送不正确
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充足的数据建立保持时间
D 2 1 2 1 Q
1
2
1
2
NOT
CLK=0 ON
CLK=1 ON
Flip-Flop 寄存器简化电路
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充足的数据建立保持时间
异步SRAM写操作过程 RMA
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电子信息交互成功关键
• 互相“听得懂” 正确的电平匹配 正确的协议 • 互相“听得清楚” 正确的电平传送 充裕的数据建立保持时间 “信号完整” 就是说相互之间可以“听清楚”
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信号不完整的表现（1）
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信号不完整的表现（2）
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信号不完整的表现（3）
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信号不完整的表现（4）
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信号不完整的表现（5）
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信号不完整的表现（6）
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信号不完整的表现（7）
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信号不完整表现总结
1. 信号没有达到阈值 2. 数据边沿振荡 3. 边沿信号过缓 4. 时钟信号振荡 5. 时钟边沿有回钩 6. 时钟电平被干扰 7. 存在较大的过冲
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信号不完整带来的影响
1. 系统无法工作 2. 有时无法正常开机 3. 机器有时正常，有时不正常 4. 机器在高温或低温时工作不 正常。 5. 器件损坏 6. EMC干扰严重
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信号不完整带来的影响
1. 系统无法工作 2. 有时无法正常开机 3. 机器有时正常，有时不正常 4. 机器在高温或低温时工作不 正常。 5. 器件损坏 6. EMC干扰严重
研发周期加长，丧失最佳上市时间 机器工作不稳定，影响信誉
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是什么原因导致了信号不完整
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集成电路发展
1992年前 频率<30MHz系统 60% 频率>30MHz系统 40% 封装：DIP、PLCC 1994年 频率<50MHz系统 50% 频率>50MHz系统 50% 封装： PGA，QFP 1996年 频率>100MHz 封装：Bare Die，BGA，MCM RMA
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导致信号不完整的主要因素
• 信号的传输线效应 • 电源、地系统干扰 • 传输线之间信号串扰
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