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[仿真讨论] 如何学习信号完整性

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1#
发表于 2020-6-9 11:37 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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  随着芯片的集成度越来越高,生产工艺的改善及成本压力的增加,芯片厂商在生产芯片时,芯片的沟道越来越短。这造成了即使频率很低的信号,其上升下降时间会非常的小,在板级设计时,如果设计不合理,信号的过冲及振荡现象严重。所以,正如Eric Bogatin所说:有两种工程师,一种是已经遇到了信号完整性问题,另一种是即将遇到信号完整性问题。因此,关于信号完整性的分析就显得格外重要。

        这里,主要是谈谈学习的方法、顺序、仿真软件、测试测量、电源完整性、电磁兼容

  一、关于学习的方法

        刚开始的时候,可以先看看“中兴通讯EDA工具手册”里面的仿真分册,跟着步骤一步步的进行操作。这样,能熟悉基本的流程与操作,对于软件的使用,有了一定程度的认识。在学习仿真软件的使用过程中,结合着“高速PCB基础理论及内存仿真技术”这本书的第一部分,其中的EMI部分可以先不用看(等对于理论理解更为深入时,再回头看)。这个过程,主要是理解什么时候进行信号完整性分析,什么时候,可以不用;理解什么是传输线,什么是反射串扰,什么是时序分析。

        在这之后,可以多上论坛,了解下现在信号完整性的发展方向及他人的理解。更为主要的是,在以后的学习实践中,如果遇到问题,可以上去问,只要是自己努力思考过的,就会有人乐意出来回答。

        另外,网上会有不少的Design rule,不要盲目的相信,很多规则都是有其局限性的。

        这里推荐以下几个论坛:

        PCB SI;

        EDA365;

        SI 高速设计 中国PCB。

        这里,也推荐以下几本书:

        信号完整性分析 伯格丁 著 李玉山 等译,电子工业出版社;

        高速数字设计 约翰逊 格雷厄姆 著 沈立 等译 电子工业出版社。

        以上两本书强烈推荐,做信号完整性的,几乎人手一本。

        在此基础上,可以看下“高速电路设计与仿真分析”那本书。当然,看那本书的时候,得有一定的基础。

        二、关于学习的顺序

        可以先进行信号完整性的反射仿真,其次串扰仿真,接着,进行时序分析;

        在这之后,看些电源完整性的相关资料,可以进行仿真;

        最后,可以考虑兼顾下EMI方面的相关知识。

        三、关于仿真软件

        仿真软件只是一种工具,只要你的理论掌握好了,每一种仿真软件都是相差不多的。而且,只要掌握了一种常用的仿真软件,想用另一种仿真软件也是比较容易的。

        前期,可以用PCB SI这个仿真软件,对于GHZ以下的信号,精度还是很高的,而且可以进行大部分的仿真。

        后期,涉及到更高速率的,背板连接器的,可以选择用HSPICE。只是HSPICE需用自己编写网表,脚本,很费时间。

        总之,仿真重要的不是仿真软件工具本身,而是设计者的头脑。要让软件做本身可以做的事情,而不要超出软件的使用范围。

        四、关于测试测量

        对于高速信号来说,测试测量是非常讲究。

        我们测量绝大多数使用的是示波器这个仪器,关于示波器的使用及如何测量,这里,推荐你看下汪进进先生的博客。

        五、关于电源完整性

        电源完整性,可以通过 PCB PI这个仿真软件进行仿真。

        但是,目前为此,还没有一款关于电源完整性仿真特别准确的软件,只能看出个趋势。

        电源完整性仿真的目的是确定需要添加的电容的种类及数量,若没有仿真,当种类配合不对,或是数量不够时,容易出现电源轨道坍塌的现象。因此,在实际设计中,往往多添加较多的电容。

        电源完整性仿真如果要做好的话,那必须具有丰富的经验及深厚的理论基础。即使是做了五年的相关项目,也不敢说自己精通这一领域。

        还好,从仿真的实用性考虑,电源完整性仿真显得并不那么重要。

        六、关于EMC

        前面,没有提及到EMI的问题。其实,EMC在很大的程度上,和信号完整性与电源完整性是相关的。

        甚至在“信号完整性分析”这本书中,还将整个系统的电磁干扰和辐射,作为信号完整性的噪声源的一部分。

        举个例子来说,有些时候,一个产品的EMC通不过3C的标准,这个时候,如果确定辐射源附近有个电感,将电感换成磁珠,也许就通过了。其原因是电感只是单纯的反射能量,而磁珠是可以吸收能量的。还有关于差分信号的共模电流,很多时候,也是辐射的重要来源。

        到了最后,就可以真正的殊途同归。

        人有两条路要走,一条是必须走的,一条是想走的,你必须把必须走的路走漂亮,才可以走想走的路~~~

: ~9 B! G$ r, y! |7 `

该用户从未签到

2#
发表于 2020-6-9 13:07 | 只看该作者
一步一步来
  • TA的每日心情
    擦汗
    2020-11-2 15:48
  • 签到天数: 73 天

    [LV.6]常住居民II

    3#
    发表于 2020-6-9 16:16 | 只看该作者
    正在门口痛苦的徘徊,种种原因我有两个月的时间可以做这个尝试,知道很难还是很想跳出舒适区挑战一把
  • TA的每日心情
    开心
    2022-11-27 15:22
  • 签到天数: 770 天

    [LV.10]以坛为家III

    4#
    发表于 2020-6-10 09:02 | 只看该作者
    谢谢,知道了。
  • TA的每日心情
    开心
    2020-9-24 15:18
  • 签到天数: 9 天

    [LV.3]偶尔看看II

    5#
    发表于 2020-6-10 14:20 | 只看该作者
    我想学习仿真,有没有教材推荐下的
  • TA的每日心情
    开心
    2021-6-16 15:02
  • 签到天数: 68 天

    [LV.6]常住居民II

    6#
    发表于 2020-6-10 18:27 | 只看该作者

    - u+ ]2 i4 X3 ^: B谢谢* s" P# B& l7 ~  K) T8 g
    谢谢
    5 Y& J0 A6 ?/ p- f: G% N谢谢
    * o% I" c/ z$ a1 w谢谢
  • TA的每日心情
    开心
    2022-11-27 15:22
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    [LV.10]以坛为家III

    7#
    发表于 2020-6-12 18:04 | 只看该作者
    高速数字设计,我看过,不错。

    该用户从未签到

    8#
    发表于 2020-6-15 21:56 | 只看该作者
    好难,理论基础不扎实,很难学
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