PCB技術 - 信号完全性高速ディジタルPCBボード問題の概観

高速ディジタルの設計法についてシグナルPCB信号完全性コンピュータ解析に基づくボード. この設計法では, PCBボードレベル信号伝送モデルは、すべての高速デジタル信号のために最初に確立される, そして、信号の完全性の計算と解析を通して、設計の解空間を見つける, そして最後に、PCBは解決空間に基づいて完成される. ボード設計と検証.

集積回路の出力スイッチング速度が増加し，pcbボードの密度が増加すると，信号の完全性は高速ディジタルpcnsの設計において重要である問題の一つとなっている。コンポーネントとPCBボードのパラメータ、PCBボード上のコンポーネントのレイアウト、および高速信号の配線のような要因は、信号完全性の問題を引き起こし、結果として不安定なシステム動作、あるいは全く動作しない。

完全に信号完全性因子を考慮する方法PCB基板設計プロセスは、効果的な制御措置を取るには、ホットな話題になっている PCB設計 業界今日. 信号完全性コンピュータ解析に基づく高速ディジタルPCBボード設計法は効果的に信号完全性を実現できる PCB設計.

信号完全性問題の概観

シグナル完全性（SI）は、回路の正しいタイミングと電圧に応答する信号の能力を指す。回路の信号が必要なタイミング、持続時間および電圧振幅を有するICに到達することができれば、回路はより良い信号完全性を有する。逆に信号が正常に応答できない場合には、信号完全性問題が生じる。大まかに言えば、信号の整合性の問題は、主に、遅延、反射、クロストーク、同期スイッチングノイズ（SSN）、および電磁両立性（EMI）の5つの局面に現れる。

遅延は、信号がPCBボードの配線上の限られた速度で送信され、信号が送信端から受信端に送られ、その間に送信遅延があることを意味する。信号の遅延はシステムのタイミングに影響する。高速ディジタル方式では、伝送遅延は主としてワイヤの長さと、配線の周囲の媒体の誘電率に依存する。

加えて、PCB回路基板上のワイヤの特性インピーダンス（高速デジタルシステムにおける伝送線とも呼ばれる）が負荷インピーダンスに一致しない場合、信号が受信端に到達した後、エネルギーの一部が伝送線に沿って反射され、信号波形が歪んだり、信号オーバーシュート及びアンダーシュートとさえ現れる。信号が伝送線上で前後に反射されるならば、それはリンギングとリング発振を生じるでしょう。

PCB上の任意の2つのデバイスまたは配線間に相互キャパシタンスおよび相互インダクタンスがあるので、ワイヤ上のデバイスまたは信号が変化すると、その変化は相互キャパシタンスおよび相互インダクタンスを介して他のデバイスまたはインダクタンスに影響を及ぼす。ワイヤ、すなわちクロストーク。クロストークの強度はデバイスとワイヤの幾何学的寸法と相互距離に依存する。

PCBボード上の多くのデジタル信号が、電源線および接地線のインピーダンスにより、同期的に（例えば、CPUデータバス、アドレスバスなど）スイッチされると、同期スイッチングノイズが発生し、グランドプレーンのバウンスが接地ライン上で発生する。ノイズ（グラウンド爆弾と呼ばれる）。SSNとグランドバウンスの強さは、集積回路のIO特性、PCBボードの電源層および接地プレーン層のインピーダンス、およびPCBボード上の高速デバイスのレイアウトおよび配線にも依存する。

加えて, 他の電子装置同様, PCBSにも電磁両立性問題がある, これは主に PCBレイアウト 配線方法.