信号完整性对 ECAD 软件中高速设计的重要性

2021-07-01

信号完整性对 ECAD 软件中高速设计的重要性

高速 PCB 设计使用(yòng)的数字元件在其输出信号中具有(yǒu)非常快的边缘速率。这些组件通常被称為(wèi)“高速”，它们所提供的信号在标准 PCB 材料中可(kě)能(néng)会显着降低。高速 PCB 设计的信号完整性对于确保数据可(kě)以在 PCB 上的组件之间传递以及确保信号可(kě)以被接收器组件解释非常重要。还有(yǒu)一个最佳 PCB 布局实践问题，以确保 PCB 的低 EMI 辐射。

借助最好的 PCB 布局和布線(xiàn)工具，您可(kě)以通过最好的阻抗计算器、交互式 PCB 布線(xiàn)功能(néng)以及与强大的场解算器的集成来确保您的设计保持高速信号完整性。串扰和反射仿真还有(yǒu)助于确保您的设计符合基本性能(néng)标准，并确保您的信号保持强劲。

一个统一的 PCB 设计应用(yòng)程序，具有(yǒu)完整的 PCB 编辑器、信号完整性分(fēn)析功能(néng)和专业 PCB 设计人员的制造工具。

当您在 PCB 中处理(lǐ)高速信号和高速组件时，高速设计的信号完整性应该是首要考虑因素。高速系统及其中的信号会遇到信号完整性问题，例如过度损耗、信号失真和 EMI，这些问题会给高速 PCB 设计人员带来很(hěn)大的麻烦。

当您需要正确的高速数字设计工具集时，Altium Designer 中最好的布局和布線(xiàn)功能(néng)集就是您的最佳选择。当您使用(yòng) Altium 的旗舰 PCB 设计软件时，您将拥有(yǒu)用(yòng)于设计高速互连、执行信号完整性分(fēn)析等的完整工具集。如果您从未见过高速数字设计工具如何帮助您解决 PCB 中的信号完整性问题，请继续阅读以了解更多(duō)信息。

信号完整性对高速设计的重要性

信号完整性问题听起来很(hěn)深奥，但所有(yǒu)设计都有(yǒu)。这只是一个问题，它们是否会干扰您的组件并阻止数据接收。在高速数字设计的情况下，一些基本测量和信号完整性模拟可(kě)以显示信号何时出现过度失真。您可(kě)以在高速 PCB 中识别出的一些信号完整性问题包括：

長(cháng)通道插入损耗过大

短通道中的主要反射损耗

色散，导致数字信号扩散和相位失真

强串扰或模拟串扰的地弹

只能(néng)通过電(diàn)源完整性分(fēn)析来识别的偏斜和抖动

由于阻抗不匹配而在接收器处发生反射

这些问题导致符号间干扰，由于不可(kě)恢复的信号而产生高误码率。这些问题发生在单端和差分(fēn)通道中，设计人员应该了解他(tā)们的设计特性如何帮助他(tā)们在高速 PCB 设计中面对和解决这些问题。

高速 PCB 设计从正确的层堆叠开始

您的 PCB 叠层应正确设计，以确保高速互连的阻抗受控。层堆叠也将是抑制 EMI 发射和接收的主要因素。借助 Altium Designer 的 PCB 层堆栈设计功能(néng)，无论涉及何种频率或数据速率，您都可(kě)以為(wèi)您的高速数字電(diàn)路板奠定坚实的基础。此外，您可(kě)以对传输線(xiàn)进行布線(xiàn)，以确保达到最高频率值的目标阻抗目标。

您的 PCB 层堆叠设计是可(kě)靠性的决定因素之一。请務(wù)必选择正确的铜重量和電(diàn)介质 PCB 材料，以确保满足高速互连中的目标阻抗。

在选择核心和预浸料时，请注意材料选择，因為(wèi)色散是信号完整性问题的主要驱动因素。

创建叠层后，您可(kě)以定义满足高速数字信号标准和确保性能(néng)所需的目标阻抗。

在 Altium Designer 中立即确定您所需的 PCB 走線(xiàn)宽度以满足您的目标阻抗。

高速设计过程的设计规则

创建层堆叠是确保高速设计信号完整性的第一步。但是，您还需要更多(duō)地考虑 PCB 布局，以防止出现信号完整性问题。许多(duō)信号完整性问题源于错误的布線(xiàn)选择，但您可(kě)以确保您的走線(xiàn)布線(xiàn)满足具有(yǒu)最佳布線(xiàn)功能(néng)的基本要求。

路由工具不需要完全手动。高速電(diàn)路板设计的最佳 PCB 布線(xiàn)功能(néng)将使用(yòng)您的目标阻抗作為(wèi)设计规则。在创建 PCB 布局时，您可(kě)以立即為(wèi)高速互连设置目标阻抗容差，布線(xiàn)工具将帮助自动化复杂 PCB 的布局过程。您将在 Altium Designer 中找到这些规则驱动的设计功能(néng)以及更多(duō)功能(néng)。

使用(yòng) Altium Designer 中的高速 PCB 设计规则保持高效

Altium Designer 的强大功能(néng)来自其规则驱动的 PCB 设计引擎。这个强大的布局和布線(xiàn)引擎将在创建时立即根据关键设计规则检查您的電(diàn)路板布局。您不必在每次布局高速互连时手动运行 DRC，也不必手动执行信号完整性分(fēn)析计算以查看是否会破坏目标阻抗。相反，确保高速设计中信号完整性所需的一切都在您工作时发生，以帮助您保持生产力。

Altium Designer 中的布線(xiàn)引擎使您可(kě)以立即实施各种布線(xiàn)样式，以在高速互连中应用(yòng)延迟调整和長(cháng)度匹配。

对于差分(fēn)对，对中的每条走線(xiàn)都需要精确的長(cháng)度匹配，以确保信号完整性和共模噪声抑制。

当您需要在信号完整性分(fēn)析中评估 EMI 性能(néng)、目标阻抗和失真等方面时，Altium Designer 用(yòng)户可(kě)以将他(tā)们的 PCB 导入 Ansys 场求解器以进行强大的数值模拟。

使用(yòng) Altium Designer 中的一整套 PCB 布局工具来控制您的高速数字设计和信号完整性。

与最佳信号完整性分(fēn)析工具的接口

信号完整性的高速设计中的重要性不能(néng)被低估，而设计师需要一套完整的设计工具，帮助他(tā)们保持高效。一旦你完成了最好的CAD功能(néng)和路由工具，你的電(diàn)路板布局，您可(kě)以使用(yòng)布局后仿真，以验证其对性能(néng)和可(kě)靠性标准。这些模拟包括：

行业标准的基于 IBIS 模型的信号完整性仿真

串扰跨越高速互连的路模拟

反射模拟，以确定宽带阻抗不匹配

在ANSYS软件的场解算器对网络参数和EMI的模拟接口

不像其他(tā)的设计方案，Altium Designer的帮助给你获得一系列的设计和仿真工具减少你的软件堆栈的大小(xiǎo)。使用(yòng) Altium Designer 保持高效并成功设计。

利用(yòng) Altium 广泛的信号完整性专业知识

当您使用(yòng)Altium Designer的，重要的信号完整性分(fēn)析任務(wù)是容易由于一个完整的高速PCB设计和分(fēn)析工具套件。综合模拟器可(kě)以帮助您执行重要的信号完整性分(fēn)析任務(wù)，并确定当你的董事会将遇到过多(duō)的损失，分(fēn)散，失真和噪声。使用(yòng)Altium Designer中最佳的高速信号完整性分(fēn)析功能(néng)，让你的系统运行在最佳状态。

Altium Designer的一套完整的PCB设计和分(fēn)析功能(néng)可(kě)以帮助你克服高速PCB设计项目，并确定在版面中重要的信号完整性问题。

PCB叠层设计特点和Altium Designer中的路由功能(néng)与Simberian的强大的3D场求解器整合，使高速PCB设计精确的阻抗和传播延迟计算。

Altium的365给了设计团队的方式进行合作在安全地管理(lǐ)云环境。您可(kě)以立即通过Altium Designer中或在网络上分(fēn)享您的设计和生产数据。

使用(yòng) Altium Designer 中最好的 2D 和 3D PCB 布局工具来创建您的下一个高速数字電(diàn)路板。

您可(kě)以在 Altium Designer 中找到電(diàn)路板设计、布局和制造所需的一切。您可(kě)以使用(yòng) Altium Designer 中的全套 PCB 设计工具控制高速设计信号完整性的所有(yǒu)方面。