SI信號完整性
關注創建者：光芯片高頻實驗室 創建時間：2019-08-21
SI信號完整性的視頻教程
金牌講師報告——ANSYS HFSS在信號完整性仿真的應用
ANSYS HFSS在信號完整性仿真的應用 適用人群：主要面向汽車電子、通信、高科技等行業的電子產品設計工程師或仿真工程師 ANSYS HFSS在信號完整性仿真的應用（免費）【已結束】 直播時間：2020-05-07 19:30 電子行業產品創新挑戰日益激烈，電子產品中的信號完整性問題凸顯。
￥99 1小時32分鐘 224播放
查看
3DIC HBM的信號與電源完整性分析在AI芯片的應用
但是HBM設計實施卻很困難，除了滿足嚴苛的interposer設計規則及信號完整性規則外，還必須考慮高位寬（1024 bits/2048 bits甚至4096 Bits）同步開關噪聲問題。本次研討會將聚焦HBM設計面臨的挑戰，并以一個全新的視角刨析針對3DIC HBM信號和電源完整性問題和相應的解決方案。
免費 1小時 384播放
查看
SI信號完整性的實例教程
ISA的技術報告盡管針對SIS，由于自動化資產完整性與SCAI相對應，其指導原則適用于所有用“儀表和控制系統”方式實現的風險降低措施。這些文獻涉及的關注點、如何進行體系建設，由于來自良好的工程實踐積累，因此有很強的針對性和可操作性。
SIS的自動化資產完整性包括兩部分：一是通過設計和建造，將安全完整性/過程可用性融入到SIS之中，成為內在品質；二是從現場的SIS應用中建立管理體系，確保以“安全的方式”對SIS進行檢查、測試、維護及操作，并與分配的風險降低要求相一致，在出現失效和性能降級時，及時成功地予以校正。
01
SIS自動化資產完整性的要點
SIS自動化資產完整性的要點如下：
1)首先要明確SIS自動化資產完整性管理體系涵蓋的范圍。根據上述的討論，除了SIS以外，也應包括SCAI（在LOPA中認定為PL的BPCS回路/聯鎖/報警、獨立報警）。
2)定義管理、操作、維護各崗位人員的角色和責任，并確保有相應的資質。
3)確定各類儀表設備的維護策略。
展開 在此示例中，Ansys Circuit和INTERCONNECT用于對2.5D集成光收發器進行電光信號完整性仿真。該收發器由通過interposer層連接的電集成電路(EIC)和光子集成電路(PIC)組成。
Ansys Circuit用于對信號路徑的電學部分進行建模，INTERCONNECT用于對光學部分進行建模。單向信號傳輸用于連接信號路徑的電學部分和光學部分。Interposer層上的信號路徑使用Ansys HFSS 3D電磁仿真計算出的S參數進行建模。
概述
了解仿真工作流和關鍵結果。
收發器信號路徑始于EIC上的driver，該driver通過interposer將10Gb/sNRZ信號發送到PIC上的耗盡型環形調制器。調制后的光信號經過一個代表信道損耗的衰減器，到達接收器上的光電探測器。光電流驅動接收信號通過interposer層返回到EIC上的電阻。
步驟1：發射器電路
該電路用于仿真EIC上的driver和PIC上的環形調制器之間發射器信號路徑的電學部分。
發射器電路由代表調制器driver的電壓源、Interposer層的狀態空間模型單元以及環形調制器的等效電路組成。Interposer層狀態空間模型基于Ansys HFSS進行3D電磁仿真計算出的電S參數生成。
環形調制器等效電路由兩個電阻和一個電容組成，分別代表調制器PN結的電阻和電容。等效電路中結電容兩端的電壓保存在一個文本文件中，并在下一步中用作環形調制器光學模型的輸入。
步驟2：光信道
Lumerical INTERCONNECT用于模擬由激光源、發射器和接收器組成的光信道。
上一步中記錄在文本文件中的電壓由“Signal Voltage”元件讀取，并用于驅動發射器中的環形調制器模型。
展開 系統的信號完整性（SI）是衡量電信號在進入和離開電路的整個過程中的變化程度的指標。對于數碼電子產品而言，該信號是一種電壓隨時間的推移在高值和低值之間變化的電流。
信號完整性是所有現代電子系統的基礎。該行業采用“完整性”一詞進行描述，因為它體現了遵循代碼、無消減而且完整、未分散。如果信號的波形因串擾、阻抗失配及損耗而與原始信號差異明顯，則接收器將無法讀取信號，從而導致信號完整性問題。這就是為什么信號完整性工程（分析和改進信號完整性問題）是設計集成電路（IC）、IC封裝和印刷電路板（PCB）的重要環節。
信號速度的增加以及PCB和封裝的尺寸縮小，將進一步增加處理信號完整性問題的挑戰。高速數字信號和更小的幾何結構可使信號噪聲和失真更明顯。不過，隨著挑戰的不斷增加，行業對如何應對這些挑戰的理解以及工程師用于定義、仿真和調整其電子系統的工具功能也會隨之增加。
由于材料中的電阻、移動電子產生的電磁場、其它電磁場產生的電流以及電路的電容，在電子從驅動器流向接收器時，會出現波形失真、噪聲、時間偏移和振幅減小的情況。在PCB中，材料、創建電路的跡線的形狀、各層的布置與厚度以及在層與層之間傳輸電流的方式，都會激發這些效應。
此外，還必須提及一些與電源完整性密切相關的問題。信號完整性應對的是PCB信號保真度問題，電源完整性則應對發送和接收這些信號的組件的電源的質量問題。影響信號完整性的阻抗、電感和衰減問題在電源完整性中也發揮著一定作用。此外，對某一方面進行調整可能會對另一方面產生負面影響，因此工程師改進設計時需要對這兩者進行仿真和測量。
為什么信號完整性很重要？
如果不解決信號完整性問題，數碼設備可能會出現嚴重問題。信號失真太大，就會導致無法正確接收電路中傳輸的0或1信號，并導致錯誤的二進制值，這時就會出現最嚴重的問題。
展開 信號完整性概念
信號設計核心問題
損耗
阻抗
串擾
均衡器
設計中的挑戰
Ansys信號完整性方案
信號完整性分析的基本流程
層疊設計
導體蝕刻&粗糙度
材料設計
傳輸線設計
阻抗
W model
過孔建模與優化
信號線整個通道參數提取
無源鏈路規范要求及分析（10G-BASE-KR為例）
規范IEEE 802.3 2015 Section5中Annex 69B Interconnect characteristics定義了背板架構的無源鏈路設計要求：
? IL (Insertion Loss)
? RL (Return Loss)
? ILD (Insertion Loss Deviation)
? ICR (Insertion Loss to Crosstalk Ratio)
無源鏈路的相應的曲線，必須滿足在設計指標之內。
展開 高速信號的PCB走線
現在但凡打開SoC原廠的PCB Layout Guide，都會提及到高速信號的走線的拐角角度問題，都會說高速信號不要以直角走線，要以45度角走線，并且會說走圓弧會比45度拐角更好。
事實是不是這樣？PCB走線角度該怎樣設置，是走45度好還是走圓弧好？90度直角走線到底行不行？
大家開始糾結于PCB走線的拐角角度，也就是近十幾二十年的事情。上世紀九十年代初，PC界的霸主Intel主導定制了PCI總線技術。
似乎從PCI接口開始，我們開始進入了一個“高速”系統設計的時代。
電子設計和芯片制造技術按照摩爾定律往前發展，由于IC制程的工藝不斷提高，IC的晶體管開關速度也越來越快，各種總線的時鐘頻率也越來越快，信號完整性問題也在不斷的引起大家的研究和重視。
早期PCB拉線菌應該還是比較單純，把線路拉通、擼順，整潔、美觀即可，不用去關注各種信號完整性問題。比如下圖所示的HP經典的HP3456A萬用表的電路板，大量的90°角走線，幾乎是故意走的直角，絕大多數地方沒有鋪銅。
上面PCB板的右上角，不僅走直角不止，拐彎后，線寬還變小了，會造成信號反射問題，影響信號完整性。
展開 
SI信號完整性的相關專題、標簽、搜索
SI信號完整性的最新內容
在此示例中，Ansys Circuit和INTERCONNECT用于對2.5D集成光收發器進行電光信號完整性仿真。該收發器由通過interposer層連接的電集成電路(EIC)和光子集成電路(PIC)組成。
Ansys Circuit用于對信號路徑的電學部分進行建模，INTERCONNECT用于對光學部分進行建模。單向信號傳輸用于連接信號路徑的電學部分和光學部分。Interposer層上的信號路徑使用
一期一會 | 什么是信號完整性？4個月前
系統的信號完整性（SI）是衡量電信號在進入和離開電路的整個過程中的變化程度的指標。對于數碼電子產品而言，該信號是一種電壓隨時間的推移在高值和低值之間變化的電流。
信號完整性是所有現代電子系統的基礎。該行業采用“完整性”一詞進行描述，因為它體現了遵循代碼、無消減而且完整、未分散。如果信號的波形因串擾、阻抗失配及損耗而與原始信號差異明顯，則接收器將無法讀取信號，從而導致信號完整性問題。
（信號完整性）分析、熱管理 解決方案，助力客戶在復雜多物理環境中優化性能、提升可靠性，加速下一代高速光互連系統的創新與落地。
信號完整性概念
信號設計核心問題
損耗
阻抗
串擾
均衡器
設計中的挑戰
Ansys信號完整性方案
信號完整性分析的基本流程
層疊設計
導體蝕刻&粗糙度
材料設計
傳輸線設計
阻抗
該嵌入式集成基于Fusion 360的Ansys電子數據庫（EDB）導出功能，可輕松連接Ansys Electronics Desktop，并讓信號完整性/電磁（SI/EMI）分析人員能夠繼續對產品的電磁性能進行詳細的仿真以及生成報告。
封裝類工具主要是面向芯片封裝環節的設計、仿真、驗證工具，包括封裝設計、封裝仿真以及 SI/PI（信號完整性/電源完整性）分析。
高速信號的PCB走線
現在但凡打開SoC原廠的PCB Layout Guide，都會提及到高速信號的走線的拐角角度問題，都會說高速信號不要以直角走線，要以45度角走線，并且會說走圓弧會比45度拐角更好。
在這次會議上，Ansoft公司（2008年被Ansys收購）的創始人、IEEE的終身研究員Zoltan Cendes博士就如何通過電磁（EM）場仿真由內而外的顛覆信號完整性（SI）的問題發表主題演講。
由內而外
那么，由內而外的將信號完整性仿真徹底顛覆到底意味著什么呢? 現代仿真的前景是基于物理的求解器，并且由電路和系統仿真支持，而不是通過相反的方式。
1、SI，信號完整性
這部分的內容對PCB的布局、布線影響較大。
a、使用阻抗匹配減弱過沖、下沖、振鈴的影響（某些射頻電路也對阻抗有要求，如：天線等）。
b、差分線應該盡量靠近以減少差模干擾。
c、去耦電容要盡量靠近芯片的電源管腳。
d、繼電器等大功率器件應該遠離晶振等易被干擾的元件。
修改后的MSD7S75的DDR部分的地
此時可以看到修改后的明顯地完善多了，但是仍然有一處那里的地沒有上下連貫，打×的位置明顯可以不用連接，因為電源都是從頂端連接的，不需要這兩根線電源連接在一起，所以在DDR部分的電源和地的鋪設一定要咨詢參考廠家給的DEMO，因為他們都是做了SI信號完整性測試以及仿真的，仿真涉及到板材材質，銅厚，走線到地的距離，走線寬度等等，幸好現在DDR3基本上不用像
