吉林高速信号传输系列

2.4电源完整性的概念

2.4.1电源完整性的定义

电源信号是电信号的一个特例，因此，电源完整性是信号完整性的一个特例，电源信号在传输过程中同样具有完整性的问题。电源完整性，英文为PowerIntegrity，简称PI，指电源系统所产生的电源信号经供电传输线传输，到达受电器件电源输入管脚时，能够保证电压的波动量和电流的供给量满足受电器件正常工作的要求。电源完整性表示信电源信号的质量在经过传输后仍保持相对良好的特性，否则被供电的电路就不能正常工作。集成电路芯片，尤其是数字集成电路芯片，其工作的本质是内部晶体管状态的翻转，大量晶体管状态的翻转需要供电系统提供其所需要的瞬态变化量很大的电流，其所需的电源能量只能由电源供电单元所提供。以“个人资金供给系统”类比受电器件的电源供电单元，可以更直观地理解电源完整性的概念。 高速信号传输技术的复杂性；吉林高速信号传输系列

阻抗匹配高速数字信号的阻抗匹配非常关键，如果匹配不好，信号会产生较大的上冲和下冲现象，如果幅度超过了数字信号的阈值，就会产生误码。阻抗匹配有串行端接和并行端接两种，由于串行端接功耗低并且端接方便，实际工作中一般采用串行端接。以下利用Hyperlynx仿真工具对端接电阻的影响进行了分析。以74系列建立仿真IBIS模型如图1所示。仿真时选择一个发送端一个接收端，传输线为带状线，设置线宽0.2mm和介电常数为4.5(常用的FR4材料)，使传输线的阻抗为51.7Ω。设置信号频率为50MHz的方波，串行端接电阻Rs分别取0Ω、33Ω和100Ω的情况，进行仿真分析，吉林高速信号传输系列数字信号是否为高速信号，除了与信号的频率有关，还与传输它的线路长度有关；

高速信号的传输过程分析

在高速信号调试时工程师必须首先调试并验证其设计是否符合物理层规范。在此阶段，信号完整性（如眼图和抖动）是关键问题，很多这种验证和调试是通过使用伪随机码序列（PRBS）或循环测试码，并结合示波器及示波器厂家提供的串行数据眼图和抖动分析软件来完成的。在确保物理层信号质量没有问题后，串行信号从测试码变为8b/10b编码字符序列，此时系统级问题成为调试的重点，问题可能会出现在物理层-链路层域（涉及信号完整性和数据完整性的交叉领域）。这时，就需要对物理层信号实现解码分析。对于现代的高速串行系统，系统之间的协调工作显得更为突出，协议间的任何也会导致整个系统出现问题，因此分析物理层和链路层往往还是不够的，还必须要对系统的协议层进行分析，这时往往需要用到的协议分析仪。本文将为大家重点介绍力科示波器针对高速串行信号物理层、链路层和协议层的解决方案。

（4）保形传输保形传输是指电信号在传输通道上进行传输的过程中，其信号失真度被控制在一定范围内，使得信号接收器能够正确接收该信号。我们开发电子设备，其中一项重要工作是为所有的电信号设计合适的传输通道，以确保电信号在传输通道上进行保形传输。电子设计工程师在开发电子产品时，对于模拟信号传输，其设计目标是要确保模拟信号在传输过程中基本无失真；对于数字信号传输，其设计目标是要确保数字信号在传输过程中，其失真度保持在一定范围内，使得信号接收器能够正确识别。我们可以用交通运输作为类比来理解信号传输的概念。当谈到交通运输的概念时，我们不但显性地指明交通工具，如汽车、火车、高速列车或飞机，也隐性地提及与交通工具相对应的运输通道，如公路、铁路、高速铁路或空中航道。交通工具与运输通道构成完整的交通运输概念，脱离开交通工具谈论交通运输没有实际意义，脱离运输通道谈论交通运输也没有实际意义，如汽车运输是指汽车和与之对应的公路或高速公路，火车运输是指火车和与之对应的铁路，高铁运输是指高速火车和与之对应的高速铁路，飞机运输是指飞机和与之对应的空中航道。交通工具与运输通道是相互匹配的。高速信号传播在电子设计工程化技术方面的理论和概念严重缺失；

影响电源完整性的因素

因此，电信号的传输速度是交变电场和磁场在介质中的建立和传播速度，与介质的介电常数的平方根成反比，即空气的介电常数约为1，大多数印制板绝缘层材料的介电常数约为4，如果电磁场的一部分在PCB内部，一部分在空气中，信号的传输速度则由空气和印制板绝缘材料混合介电常数决定，混合介电常数要小于PCB绝缘材料的介电常数。如果电信号传输线的信号路径在PCB内部，则信号的传播速度约为6英寸每纳秒。如果传输线的信号路径在印制板的表层，信号传输速度大于信号路径在印制板内部的信号传输速度 高速信号传输逻辑时序设计；吉林高速信号传输系列

高速信号传输技术的内涵 高速信号和处理需要考虑三部分设计；吉林高速信号传输系列

2.3.3信号完整性的意义

只要有信号的传输，就存在信号的完整性问题。归纳起来，信号完整性问题存在于以下三个层面。

①系统级信号完整性问题：进行设备与设备电气互联的信号传输时可能存在的信号完整性问题。

②板级信号完整性问题：进行电子模块上器件与器件电气互联的信号传输时可能存在的信号完整性问题。

③芯片级信号完整性问题：进行集成电路内部晶体管与晶体管电气互联的信号传输时可能存在的信号完整性问题。信号完整性是电子系统或设备研发必须满足的底线。如果某电子系统或设备中的任何一个电信号在传输过程不能保证其波形的完整性，接收端接收到信号后就不能作出正确解释，从而使系统或设备的功能因信号解释失误而导致失效，该电子系统或设备就不是一个功能和性能可靠的电子产品了 吉林高速信号传输系列

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