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台式电脑主板信号完整性(SI)检测方法的设计及应用

周欣  
【摘要】: 信号完整性(Signal Integrity,简称SI)是指一个信号在电路中产生正确的响应的能力。具有良好的信号完整性是指当在需要的时候,具有所必须达到的电压电平数值。差的信号完整性不是由某一单一因素导致的,而是板极设计中多种因素共同引起的。主要的信号完整性问题包括反射、振荡、地弹、串扰等。 信号完整性反映了发送端的信号能够被接受端正确接受的能力。现在高速数字系统信号的时钟频率达高到数百兆赫兹,系统的快斜率瞬变和极高的工作频率,以及很大的电路密集度,导致高速数字系统设计领域的信号完整性(SI)问题以及电磁兼容性(EMI)问题日趋严重。本课题是,在环旭电子有限公司(深圳)自主研发台式电脑主板的过程中,因信号完整性检测和电路设计不断优化要求产生的。 课题主旨是,根据台式电脑主板的设计需要,对各种需要考察的信号,设计一套完善的信号完整性(SI)检测方法。方案包括发生器,PCI与DDRⅡ,SATA与PCI-Express,USB和Ethetnet五大部分的检测。课题设计的检测方法已经成功应用于多个主板专案,如AM662L-SG95,AT656FX-SD8,SG-X5,IV9和SIS741GX,准确、无遗漏地挖掘出各专案的信号完整性(SI)问题,证明课题有足够的实用价值。 正文第一章介绍信号完整性(SI)检测的意义及本课题研究主旨,与课题相关传输线基础理论,和信号完整性(SI)检测的主要设备-示波器及探棒、附件的基础知识。从第二章开始,主要篇幅是针对台式电脑主板需要考察的各种信号:时钟,PCI与DDRⅡ,SATA与PCI-Express,USB和Ethernet。从分析信号的工业标准入手,确定各类信号的检测对象;再选择合适的检测设备,详尽说明检测步骤;并根据实际检测中所遇到的各类信号完整性(SI)问题,诊断产生原因,提出相应解决对策。 课题在每部分检测方法应用之后,总结了常见SI问题的通用解决方案,能为PCB和硬件工程师的设计提供一定参考:根据需要,将硬件设计修改后,再次进行相关信号检测,保证硬件修改的有效性,具有很好的真实还原性。同时,该检测内容包括许多应用在主板上的新型技术,紧跟(主板)信号检测技术发展,暂时处于相关领域的前沿,今后还需不断完善!


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