4 信号完整性分析建模
合理进行电路建模仿真是最常见的信号完整性解决方法,在高速电路设计中,仿真分析越来越显示出优越性。它给设计者以准确、直观的设计结果,便于及早发现问题,及时修改,从而缩短设计时间,降低设计成本。常用的有3 种:SPICE(Simulation Program withIC Emphasis)模型,IBIS(I/O Buffer 1nformationSpecification)模型,Verilog—A模型。
SPICE是一种功能强大的通用模拟电路仿真器。它由两部分组成:模型方程式(Model Equation)和模型参数(Model Parameters)。由于提供了模型方程式,因而可以把SPICE模型与仿真器的算法非常紧密地连接起来,可以获得更好的分析效率和分析结果;IBIS模型是专门用于PCB板级和系统级的数字信号完整性分析的模型。它采用I/V和V/T表的形式来描述数字集成电路I/O单元和引脚的特性,IBIS模型的分析精度主要取决于1/V和V/T表的数据点数和数据的精确度,与SPICE模型相比,IBIS模型的计算量很小。
5 仿真验证
采用异步收发报机实例电路来展示结果。在Aluum Designer软件仿真环境下设置激励信号为50 ns,电源设置为5V,其他设置默认,对RTSB网络的U3—5脚进行仿真,仿真情况如图3所示:a曲线是端接前的信号波形,可以看到存在严重的信号反射;曲线b,c为地端接电阻后的信号波形,端接电阻值不同;d曲线为戴维南端接后的信号波形,从图中可以看出端接电阻可以基本消除反射,缺点是端接电阻到地使地高电平电压下降,端接电阻到电源使电源低电平升高。
6 结 语
基于微电子技术的不断发展,高速器件的使用和高速数字系统设计越来越多,系统数据速率、时钟速率和电路密集度都在不断增加,对PCB板的设计要求也越来越高,特别是信号完整性问题。要保证PCB具有良好的信号完整性就必须综合多种影响因素,合理布局、布线,从而提高产品性能。