信號完整性對 ECAD 軟件中高速設計的重要性

2021-07-01

信號完整性對 ECAD 軟件中高速設計的重要性

高速 PCB 設計使用的數字元件在其輸出信號中具有非?？斓倪吘壦俾?。這些組件通常被稱(chēng)為“高速”，它們所提供的信號在標準 PCB 材料中可能會(huì )顯著(zhù)降低。高速 PCB 設計的信號完整性對于確保數據可以在 PCB 上的組件之間傳遞以及確保信號可以被接收器組件解釋非常重要。還有一個(gè)最佳 PCB 布局實(shí)踐問(wèn)題，以確保 PCB 的低 EMI 輻射。

借助最好的 PCB 布局和布線(xiàn)工具，您可以通過(guò)最好的阻抗計算器、交互式 PCB 布線(xiàn)功能以及與強大的場(chǎng)解算器的集成來(lái)確保您的設計保持高速信號完整性。串擾和反射仿真還有助于確保您的設計符合基本性能標準，并確保您的信號保持強勁。

一個(gè)統一的 PCB 設計應用程序，具有完整的 PCB 編輯器、信號完整性分析功能和專(zhuān)業(yè) PCB 設計人員的制造工具。

當您在 PCB 中處理高速信號和高速組件時(shí)，高速設計的信號完整性應該是首要考慮因素。高速系統及其中的信號會(huì )遇到信號完整性問(wèn)題，例如過(guò)度損耗、信號失真和 EMI，這些問(wèn)題會(huì )給高速 PCB 設計人員帶來(lái)很大的麻煩。

當您需要正確的高速數字設計工具集時(shí)，Altium Designer 中最好的布局和布線(xiàn)功能集就是您的最佳選擇。當您使用 Altium 的旗艦 PCB 設計軟件時(shí)，您將擁有用于設計高速互連、執行信號完整性分析等的完整工具集。如果您從未見(jiàn)過(guò)高速數字設計工具如何幫助您解決 PCB 中的信號完整性問(wèn)題，請繼續閱讀以了解更多信息。

信號完整性對高速設計的重要性

信號完整性問(wèn)題聽(tīng)起來(lái)很深奧，但所有設計都有。這只是一個(gè)問(wèn)題，它們是否會(huì )干擾您的組件并阻止數據接收。在高速數字設計的情況下，一些基本測量和信號完整性模擬可以顯示信號何時(shí)出現過(guò)度失真。您可以在高速 PCB 中識別出的一些信號完整性問(wèn)題包括：

長(cháng)通道插入損耗過(guò)大

短通道中的主要反射損耗

色散，導致數字信號擴散和相位失真

強串擾或模擬串擾的地彈

只能通過(guò)電源完整性分析來(lái)識別的偏斜和抖動(dòng)

由于阻抗不匹配而在接收器處發(fā)生反射

這些問(wèn)題導致符號間干擾，由于不可恢復的信號而產(chǎn)生高誤碼率。這些問(wèn)題發(fā)生在單端和差分通道中，設計人員應該了解他們的設計特性如何幫助他們在高速 PCB 設計中面對和解決這些問(wèn)題。

高速 PCB 設計從正確的層堆疊開(kāi)始

您的 PCB 疊層應正確設計，以確保高速互連的阻抗受控。層堆疊也將是抑制 EMI 發(fā)射和接收的主要因素。借助 Altium Designer 的 PCB 層堆棧設計功能，無(wú)論涉及何種頻率或數據速率，您都可以為您的高速數字電路板奠定堅實(shí)的基礎。此外，您可以對傳輸線(xiàn)進(jìn)行布線(xiàn)，以確保達到最高頻率值的目標阻抗目標。

您的 PCB 層堆疊設計是可靠性的決定因素之一。請務(wù)必選擇正確的銅重量和電介質(zhì) PCB 材料，以確保滿(mǎn)足高速互連中的目標阻抗。

在選擇核心和預浸料時(shí)，請注意材料選擇，因為色散是信號完整性問(wèn)題的主要驅動(dòng)因素。

創(chuàng )建疊層后，您可以定義滿(mǎn)足高速數字信號標準和確保性能所需的目標阻抗。

在 Altium Designer 中立即確定您所需的 PCB 走線(xiàn)寬度以滿(mǎn)足您的目標阻抗。

高速設計過(guò)程的設計規則

創(chuàng )建層堆疊是確保高速設計信號完整性的第一步。但是，您還需要更多地考慮 PCB 布局，以防止出現信號完整性問(wèn)題。許多信號完整性問(wèn)題源于錯誤的布線(xiàn)選擇，但您可以確保您的走線(xiàn)布線(xiàn)滿(mǎn)足具有最佳布線(xiàn)功能的基本要求。

路由工具不需要完全手動(dòng)。高速電路板設計的最佳 PCB 布線(xiàn)功能將使用您的目標阻抗作為設計規則。在創(chuàng )建 PCB 布局時(shí)，您可以立即為高速互連設置目標阻抗容差，布線(xiàn)工具將幫助自動(dòng)化復雜 PCB 的布局過(guò)程。您將在 Altium Designer 中找到這些規則驅動(dòng)的設計功能以及更多功能。

使用 Altium Designer 中的高速 PCB 設計規則保持高效

Altium Designer 的強大功能來(lái)自其規則驅動(dòng)的 PCB 設計引擎。這個(gè)強大的布局和布線(xiàn)引擎將在創(chuàng )建時(shí)立即根據關(guān)鍵設計規則檢查您的電路板布局。您不必在每次布局高速互連時(shí)手動(dòng)運行 DRC，也不必手動(dòng)執行信號完整性分析計算以查看是否會(huì )破壞目標阻抗。相反，確保高速設計中信號完整性所需的一切都在您工作時(shí)發(fā)生，以幫助您保持生產(chǎn)力。

Altium Designer 中的布線(xiàn)引擎使您可以立即實(shí)施各種布線(xiàn)樣式，以在高速互連中應用延遲調整和長(cháng)度匹配。

對于差分對，對中的每條走線(xiàn)都需要精確的長(cháng)度匹配，以確保信號完整性和共模噪聲抑制。

當您需要在信號完整性分析中評估 EMI 性能、目標阻抗和失真等方面時(shí)，Altium Designer 用戶(hù)可以將他們的 PCB 導入 Ansys 場(chǎng)求解器以進(jìn)行強大的數值模擬。

使用 Altium Designer 中的一整套 PCB 布局工具來(lái)控制您的高速數字設計和信號完整性。

與最佳信號完整性分析工具的接口

信號完整性的高速設計中的重要性不能被低估，而設計師需要一套完整的設計工具，幫助他們保持高效。一旦你完成了最好的CAD功能和路由工具，你的電路板布局，您可以使用布局后仿真，以驗證其對性能和可靠性標準。這些模擬包括：

行業(yè)標準的基于 IBIS 模型的信號完整性仿真

串擾跨越高速互連的路模擬

反射模擬，以確定寬帶阻抗不匹配

在ANSYS軟件的場(chǎng)解算器對網(wǎng)絡(luò )參數和EMI的模擬接口

不像其他的設計方案，Altium Designer的幫助給你獲得一系列的設計和仿真工具減少你的軟件堆棧的大小。使用 Altium Designer 保持高效并成功設計。

利用 Altium 廣泛的信號完整性專(zhuān)業(yè)知識

當您使用Altium Designer的，重要的信號完整性分析任務(wù)是容易由于一個(gè)完整的高速PCB設計和分析工具套件。綜合模擬器可以幫助您執行重要的信號完整性分析任務(wù)，并確定當你的董事會(huì )將遇到過(guò)多的損失，分散，失真和噪聲。使用Altium Designer中最佳的高速信號完整性分析功能，讓你的系統運行在最佳狀態(tài)。

Altium Designer的一套完整的PCB設計和分析功能可以幫助你克服高速PCB設計項目，并確定在版面中重要的信號完整性問(wèn)題。

PCB疊層設計特點(diǎn)和Altium Designer中的路由功能與Simberian的強大的3D場(chǎng)求解器整合，使高速PCB設計精確的阻抗和傳播延遲計算。

Altium的365給了設計團隊的方式進(jìn)行合作在安全地管理云環(huán)境。您可以立即通過(guò)Altium Designer中或在網(wǎng)絡(luò )上分享您的設計和生產(chǎn)數據。

使用 Altium Designer 中最好的 2D 和 3D PCB 布局工具來(lái)創(chuàng )建您的下一個(gè)高速數字電路板。

您可以在 Altium Designer 中找到電路板設計、布局和制造所需的一切。您可以使用 Altium Designer 中的全套 PCB 設計工具控制高速設計信號完整性的所有方面。