引言

　　處理高速電子系統的信號完整性問題一直是比較難于處理的,特別是越來越多的芯片的工作頻率超過了100 MHz,信號的邊沿越來越陡(已達到ps級) ,這些高速器件性能的提高更增加了系統設計的難度。同時,高速系統的體積不斷減小使得PCB板的密度迅速提高。信號完整性問題已經成為新一代高速產品設計中越來越值得注意的問題。

信號完整性問題的產生

　　信號完整性(SI)是指信號在電路中以正確的時序和電壓作出響應的能力。從廣義上講，信號完整性問題表現為反射、串擾、地彈和延遲等。

反射

　　反射現象的原因是信號傳輸線的兩端沒有適當的阻抗匹配。信號功率的一部分經傳輸線傳給了負載，另一部分則向源端反射。布線的幾何形狀、不適當的端接、經過連接器的傳輸及電源平面不連續等因素均會導致信號反射。

串擾

　　信號串擾是沒有電氣連接的信號線之間的感應電壓和感應電流產生的電磁耦合現象。這種耦合會使信號線起到天線的作用，其電容性耦合引發耦合電流，感性耦合引發耦合電壓，并且隨著時鐘速度的升高和設計尺寸的減小而加大。由于信號線上的交變信號電流通過時，會產生交變磁場，處于磁場中的其它信號線會感應出信號電壓。在低頻段，導線間的耦合可以建立為耦合電容模型；在高頻段，可以建立為LC集中參數導線或傳輸線模型。另外，PCB板層的參數、信號線間距、驅動端和接收端的電氣特性以及信號線端接方式對串擾都有一定的影響。

地彈

　　主要是源于電源路徑以及ＩＣ封裝所造成的分布電感的存在。當系統的速度愈快，同時轉換邏輯狀態的Ｉ／Ｏ引腳個數愈多時，會產生較大的瞬態電流，導致電源線上和地線上電壓波動和變化，這就是平時所說的接地反彈。接地反彈噪聲會造成系統的邏輯運作產生誤動作。

延遲

　　延遲是指信號在PCB板的導線上以有限的速度傳輸，信號從發送端到達接收端的傳輸延遲。信號的延遲會對系統的時序產生影響，在高速數字系統中，傳輸延遲主要取決于導線的長度和導線周圍介質的介電常數。