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Si encuentras Diseño La experiencia acumulada en tiempos anteriores de baja velocidad no parece ser válida, Idéntico Diseño El pasado está bien., Pero ahora no funciona., Entonces felicitaciones., Usted ha encontrado el problema más central en su hardware DiseñoIntegridad de la señal . Es bueno verte un día antes..
En los últimos tiempos de baja velocidad, el tiempo de subida de la señal durante la conversión de nivel fue relativamente largo, generalmente unos pocos nanosegundos. Las interconexiones entre dispositivos no afectan a la función del circuito y no necesitan preocuparse por la integridad de la señal. Sin embargo, en la era actual de alta velocidad, con el aumento de la velocidad de conmutación de la salida IC, muchos están en el nivel de picosegundos. Casi todos los diseños tienen problemas de integridad de la señal independientemente del período de la señal. Además, la búsqueda de baja potencia hace que el voltaje del núcleo sea cada vez más bajo, y el voltaje del núcleo de 1,2 V es muy común. Por lo tanto, la tolerancia al ruido del sistema es cada vez menor, lo que hace que el problema de la integridad de la señal sea más prominente.
En sentido amplio, signal integrity refers to all the problems caused by interconnection lines in circuit Diseño. Este trabajo estudia principalmente cómo los parámetros característicos eléctricos de la interconexión Interact úan con la forma de onda de tensión y corriente de la señal digital, afectando así el rendimiento del producto.. Se manifiesta principalmente en la influencia en el tiempo, Señal sonando, Reflejo de la señal, Crosstalk proximal, Crosstalk remoto, Ruido de conmutación, No monotonía, Rebote en tierra, Salto de potencia, Atenuación, Carga capacitiva, Radiación electromagnética, Interferencia electromagnética, Etc..
La raíz del problema de integridad de la señal es la reducción del tiempo de subida de la señal. Incluso si la topología de enrutamiento no cambia, si se utiliza un chip IC con un pequeño tiempo de subida de la señal, el diseño existente estará en un estado crítico o dejará de funcionar.
Discutamos algunos problemas comunes de integridad de la señal.
Reflexión:
La figura 1 muestra la distorsión de la forma de onda causada por la reflexión de la señal. Parece que está sonando. Saque su placa de circuito y mida varias señales, como la salida del reloj o la salida de la línea de datos de alta velocidad, para ver si hay tal forma de onda. Si es así, entonces usted debe tener una comprensión perceptiva de la integridad de la señal. Sí, es una cuestión de integridad de la señal.
Muchos ingenieros de hardware conectan una pequeña resistencia en serie a la señal de salida del reloj. En cuanto a por qué, muchos de ellos no están claros. Dirán que hay muchos diseños maduros y los siguen. Puede que lo sepas, pero hay mucha gente que no sabe lo que hace esta pequeña resistencia, incluyendo muchos ingenieros de hardware con tres o cuatro años de experiencia. ¿Están sorprendidos? Pero eso es cierto. He conocido a mucha gente. De hecho, la función de esta pequeña resistencia es resolver el problema de la reflexión de la señal. A medida que aumenta la resistencia, el anillo desaparece, pero usted encontrará que el borde ascendente de la señal no es tan empinado. Esta solución se llama emparejamiento de impedancia. Sí, tienes que prestar atención a la coincidencia de impedancia. La impedancia es muy importante para la integridad de la señal.
Comentarios cruzados:
Si usted es lo suficientemente cuidadoso, usted encontrará que a veces para una línea de señal, no hay salida funcional, pero en la medición, hay una pequeña amplitud de onda regular, como si hubiera salida de señal. ¡En este punto, mide las líneas de señal adyacentes para ver si hay un patrón similar! Sí, si dos líneas de señal están cerca, normalmente lo harán. Esto es crosstalk. Por supuesto, la forma de onda de la línea de señal afectada por la conversación cruzada no es necesariamente similar a la forma de onda de la señal adyacente, ni tiene reglas obvias, más en forma de ruido. La conversación cruzada ha sido un dolor de cabeza en los circuitos de alta densidad de hoy en día. Debido al pequeño espacio de cableado, la señal debe estar muy cerca, por lo que debe enfrentarla. Sólo puede ser controlado, pero no eliminado. Para las líneas de señal afectadas por comentarios cruzados, la interferencia de señales adyacentes es equivalente al ruido.
El tamaño de la conversación cruzada depende de muchos factores en el tablero, no sólo de la distancia entre dos líneas de señal. Por supuesto, la distancia es la forma más fácil de controlar y utilizar para resolver crosstalk, pero no es la única manera. Esto también fue malinterpretado por muchos ingenieros. Para un debate más profundo, continuaré presentándolos en artículos posteriores.
Colapso orbital:
El ruido no sólo existe en la red de señales, sino también en el sistema de distribución. Sabemos que la impedancia es inevitable en las rutas de corriente que fluyen entre la fuente de alimentación y el suelo, a menos que usted pueda hacer todo en el tablero superconductor. Entonces, cuando la corriente cambia, la caída de tensión es inevitable. Por lo tanto, el voltaje real enviado al pin de alimentación del chip caerá, a veces dramáticamente, como si el voltaje se estrellara repentinamente, es decir, la pista se estrellara. El colapso de la pista a veces puede causar problemas mortales que pueden afectar el funcionamiento del tablero. El número de puertas integradas para procesadores de alto rendimiento está aumentando, la velocidad de conmutación es cada vez más rápida, la corriente de conmutación se consume más en poco tiempo, y el ruido tolerable es cada vez menor. Al mismo tiempo, el control del ruido es cada vez más difícil. Debido a que los procesadores de alto rendimiento requieren cada vez más sistemas de energía, es cada vez más difícil construir sistemas de distribución de baja impedancia. Puede que hayas notado que es Impedancia de nuevo. La comprensión de la impedancia es la clave para entender la integridad de la señal.
Integridad de la señal La cuestión abarca una amplia gama de aspectos, Aquí hay una breve introducción a algunos fenómenos, Espero que este artículo le dé una idea preliminar de la integridad de la señal. Integridad de la señal Será un curso obligatorio para cada ingeniero de hardware. Póngase en contacto un día antes de lo previsto y obtenga beneficios un día antes..
