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串?dāng)_對信號的影響

2024/08/19
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前面講了很多串?dāng)_的基礎(chǔ)知識,串?dāng)_對信號的影響究竟是什么樣?

前文也有提到,串?dāng)_與信號的上升邊的相互關(guān)系。為了直觀地體現(xiàn)串?dāng)_對上升邊的影響,有做了相關(guān)的仿真:

兩條傳輸線上,相同的驅(qū)動電壓為偶模,兩條傳輸線上,相反的驅(qū)動電壓為奇模。

遠(yuǎn)端串?dāng)_對信號的上升邊產(chǎn)生了影響,不同的驅(qū)動電壓下,上升邊變化的情況也不同,相關(guān)的仿真波形如下:

不同模態(tài)觸發(fā)的遠(yuǎn)端串?dāng)_的波形如下:

遠(yuǎn)端串?dāng)_的變化和源端相反,奇模觸發(fā),遠(yuǎn)端串?dāng)_把信號的邊沿提前,偶模觸發(fā),遠(yuǎn)端串?dāng)_把信號的邊沿延遲。

串?dāng)_除了對信號上升邊的影響,還會對信號的幅值產(chǎn)品影響,為了直觀地顯現(xiàn)串?dāng)_對信號的影響,搭建了相關(guān)的仿真電路圖,來直觀地展現(xiàn)串?dāng)_對信號的影響,相關(guān)電路如下:

第一種情況,兩者的信號是同步,也就是Td為0的情況下,仿真得出攻擊信號和受害信號之間的電壓波形:

受害線上的眼圖,如下圖:

仿真的結(jié)果說明:信號同步,受害線的信號幅度和眼圖不受攻擊線的影響。

實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計,攻擊線號和受害線號之間很少有同步的情況,也就是說兩者之間是有skew時序偏差的。

第二種情況,模擬實(shí)際產(chǎn)品的情況,時序偏差100ps時的電壓波形:

受害線上的眼圖,如下圖:

仿真的結(jié)果說明:觸發(fā)信號不同步,存在時序偏差的情況,受害線的信號幅度和眼圖受到攻擊線的影響,也就是遠(yuǎn)端串?dāng)_的影響。

電壓波形圖可以看出兩者的跳變關(guān)系是相反的,這就是遠(yuǎn)端串?dāng)_引起的。這也從側(cè)面說明信號之間要做等時的匹配。

說到匹配,信號完整性工程師給到Layout工程師就是一個物理規(guī)則,將時延折算成長度,這個折算長度會考慮走線的不同層面,過孔等影響因素。一般常見的就是蛇形繞線的方式:

為了驗(yàn)證蛇形先的相關(guān)情況,將耦合的8根線相連模擬蛇形走線,做所謂的等長匹配,總長和直傳信號線長度一致,以便做相互的比較,相關(guān)的電路搭建如下:

仿真的波形如下:

即時做了完全的等長匹配,因?yàn)榇當(dāng)_的原因,時序上還是有偏差。

所以有些資料對繞線的長度和間距都做了要求,比如≤200mil,線間距≥5H,以此做了相關(guān)的仿真,得出的波形如下:

仿真結(jié)果說明,減小蛇形繞線的長度,增大線間距,可以減小信號間的時序偏差,可以更好地等時匹配。

除了蛇形線的匹配,還有一種長度匹配的形式比較常見,那就是3W2S的原則,相關(guān)圖示如下:

將3W2S和直傳信號線進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)兩者的波形已經(jīng)很吻合,如下圖:

總的來說,串?dāng)_影響信號是多方面的,不僅僅是影響上升邊,也會影響信號幅度,甚至于影響等時匹配,而這些影響因素最終會體現(xiàn)在信號的眼圖上。

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