高速设计的几个基本概念

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDHuawei Confidential Security Level: 2022-1-27李聪聪李聪聪高速设计的几个基本概念高速设计的几个基本概念HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 2高速信号l经验结论经验结论: 当信号的上升时间小于4-6倍信号传输延时，即认为信号是高速信号。l对于我们常用的FR-4介质材料, l传输延迟 :142.2(ps/inch) .l高速不等于高频，但高频往往带来高速。高速不等于高频，但高频往往带来高速。HUAWEI TECHNOLOGIES

2、 CO., LTD.Huawei Confidential Page 3传输线l PCB板上的信号传输速率越来越高，PCB走线已经表现出传输线的性质，在低速电路中视为短路线的连线上，在同一时刻的不同位置的电流电压已经不同，因此必须采用分布参数传输线理论来处理。传输线的模型可以表示如下图:HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 4反射反射产生的原因：电磁波沿信号路径传播，在阻抗不连续点产反射产生的原因：电磁波沿信号路径传播，在阻抗不连续点产生反射生反射1）芯片内核）芯片内核2）封装）封装3） ）连连接器接器4） ）过过孔孔5）

3、）测试焊盘测试焊盘6） ）电电源地平面分割源地平面分割阻抗不连续点产生反射阻抗不连续点产生反射HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 5反射Zo传输线路上的阻抗Zs信号源的内部阻抗ZL负载阻抗要消除反射，必须使下面的公式成立： (Zs-Zo)/(Zs+Zo)=0 (ZL-Zo)/(ZL+Zo)=0解得 Zs=Zo ZL=Zo这就是阻抗匹配条件，传输线上的信号只有阻抗匹配了，才能消除信号反射，从而解决信号的上下过冲、震铃等不良现象。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential

4、 Page 6阻抗匹配l串联匹配l并联匹配并联匹配lAC匹配匹配HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 7串联匹配各参数的参考值如下：rs：17 欧姆；Rs：33 欧姆；Z0：50 欧姆；Zt：。传输线的一次入射电压如左图所示:HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 8串联匹配 在终端的反射电压如左图所示:所以，当2.5V的入射波传到终端后，又从终端产生了一个2.5V的反射波向源端传播。在终端，入射的2.5V入射波和反射的2.5V反射波叠加，使得终端元件接收到

5、5V的满幅电平。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 9串联匹配因为源端的反射系数(Zs-Zo)/(Zs+Zo)=0,因此源端不再反射,即从负载反射回源端的波，在源端被完全吸收。至此，整条传输线上得到5V的电压。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 10串扰AggressorVictim当两个网络靠近时，一个网络的电流变化会引起另外一个网络的电流变化，即产生串扰。也就是两个网络之间的电磁场耦合产生。串扰只在上升、下降沿电流变化时产生。AggressorVi

6、ctimCrosstalk-induced noiseHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 11减小串扰的手段l选择慢变化边沿信号的器件。选择慢变化边沿信号的器件。l选择输出摆幅和电流小的器件。选择输出摆幅和电流小的器件。l为了减少为了减少PCB上的线间耦合，可采取以下措施：上的线间耦合，可采取以下措施：l 1）减少电源地层与信号层间距）减少电源地层与信号层间距l 2）提高相邻信号层间距）提高相邻信号层间距l 3）减少并行走线长度）减少并行走线长度 l 4）增加线间距抑制）增加线间距抑制 l 5）地线隔离）地线隔离 l 6）在受害线上采用匹配技术）在受害线上采用匹配技术 l 7）关键信号线走）关键信号线走STRIPLINEl把噪声裕量大的信号放在耦合大的区域把噪声裕量大的信号放在耦合大的区域l尽量避免信号的同时变化。尽量避免信号的同时变化。HUAWEI