PCB科技 - 高速PCB設計中信號完整性的快速定位

在裡面 高速PCB 設計, 定位信號完整性問題的傳統方法是使用硬體觸發器隔離事件, 和/或者使用深度採集存儲技術在發現問題之前捕獲事件.

隨著高性能電路系統速度和複雜性的新增，示波器在定位信號完整性問題方面的局限性逐漸顯現。 隨著新的事件定位技術的出現，這種情況將大大改善。

最終, 這個功能强大的活動定位系統將有效幫助 PCB設計 工程師可以快速輕鬆地識別信號完整性問題.

信號完整性問題的傳統定位方法

傳統的硬體觸發/深度採集存儲方法在定位信號完整性問題方面有兩個優點。 首先，當使用硬體觸發器鎖定相關事件時，沒有死區時間。 硬體觸發系統使示波器採集系統連續運行，直到找到目標事件。 目標事件鎖定後，硬體觸發電路將觸發以完成示波器的資料獲取，並在荧幕中央顯示事件。

這種方法真的很方便。 其次，使用深度採集和存儲技術，用戶不需要知道目標系統面臨的信號完整性問題的類型，只需將示波器設定為最大存儲模式，並將觸發模式設定為邊緣觸發甚至自動觸發，然後讓示波器開始運行。 示波器將捕獲目標系統執行的相對較長螢幕截圖，然後用戶可以隨時分析數據以確定是否存在問題事件。

這項科技也被稱為“廣泛吞咽和溺水”科技。 這些使用示波器驗證設計的方法非常有效，並已在電子設計工程師社區紮根。

但與測試/量測行業的新興技術相比，這種方法有許多局限性。

定位信號完整性問題的新方法定位信號完整性問題的新方法是事件識別軟件。 事件識別軟件本質上是一種智慧軟件，可以掃描示波器捕獲的波形，以識別各種信號完整性問題或具有訊號問題的事件。 該方法不具備硬體觸發方法的“無死區”功能，因為在處理之前捕獲的數據時已經存在“死區”，並且它不具備採集和存儲技術所能提供的深入“廣泛檢查”功能。

然而，事件識別軟件具有以下獨特的優勢，吸引了越來越多的示波器用戶。 1、同時監測多個事件：硬體觸發方法僅識別有問題的事件，硬體觸發電路設定為在特定事件發生時觸發，這從根本上消除了同時監測多個事件的可能性。 事件識別軟件不受此限制的影響，軟件可以程式設計為同時掃描任何通道或多個通道上的5個事件。

這大大减少了逐步减少信號完整性問題的潜在原因範圍和隔離複雜相關事件所需的時間。 2、瞭解同一事件如何發生多次：硬體觸發電路每次捕獲僅識別一個事件的發生。 事實上，在硬體隔離事件之前或之後，事件會重複多次，但硬體觸發方法無法檢測這些重複事件。 這可以通過事件識別軟件完成，該軟件可以找到波形記憶體捕獲的所有事件。

囙此，PCB設計工程師不僅可以找到第一個故障，還可以找到第二個和第3個故障。 3、事件導航：一旦用戶通過深度存儲捕獲長波形，下一步就是非常無聊且容易出錯的手動工作，即重播這些波形，檢查波形的每個部分，並識別潜在的信號完整性問題。 深度採集存儲技術可以從10000個荧幕捕獲資訊。 手動查看所有這些資訊是不切實際的。 將這些示波器數據上傳到單個控制器並編寫自定義軟件來分析數據也是不切實際和耗時的。 一旦事件識別軟件識別出目標事件的所有事件，它可以使用與DVD播放機相同的直觀播放控制鍵在多個事件之間來回切換。 4、識別多個事件：一個典型的硬體觸發系統可以隔離大約10種不同類型的事件或觸發模式。 然而，對於示波器製造商來說，開發新的硬體觸發模式非常麻煩，需要大量的開發資源和昂貴的集成電路生產成本。 開發事件識別軟件的成本要低得多。 當前事件識別軟件可以隔離任何可以通過波形量測來量測的事件（現代示波器可以執行30多次波形量測），還可以檢測問題事件，例如由錯誤的訊號端子引起的非單調邊緣。

使用硬體觸發電路幾乎不可能觸發小波現象，例如非單調邊緣。 5、事件識別速度：硬體觸發電路的速度主要受其電晶體的速度影響，並使用模擬技術。 最高端的硬體觸發電路現在可以實現低至300ps的脈衝寬度（或脈衝干擾）觸發和3.25Gbps的序列觸發（串列觸發）。 雖然這些名額都很好，但硬體觸發電路的速度仍然趕不上今天超過8.5Gbps的頂級系統的速度。 事件識別軟件僅受示波器取樣速率的限制，基本上使用數位科技。 業界領先的示波器取樣速率高達40GSps，軟件事件識別系統識別事件的速度快於硬體觸發模式。 新技術可以觀察到脈寬為70ps的事件，其序列蒐索速度可高達8.5Gbps

這個 PCB軟件 combination system can generate a trigger classifier (trigger sequencer), 或者，它可以使用硬體來限制軟件想要檢查的波形, 從而提高效率. 事件識別軟件是對傳統硬體觸發或深度採集和存儲方法的有效補充, 用於識別信號完整性問題. 當示波器沒有“死區時間”問題時, 也就是說, the frequency of occurrence of events is higher than once per second (one second is a considerable period of time for high-speed circuits), 事件識別軟件的新技術將成為定位電子學設計中解决信號完整性問題最有效、最靈活的工具之一.