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168体育平台|高速数字电路的设计与仿真

发布时间:2021-01-13    来源:168体育平台25759

【168体育资讯】高速数字系统设计顺利的关键在于维持信号的原始,而影响信号完整性(即信号质量)的因素主要有传输线的长度、电阻给定及电磁干扰、串扰等。  设计过程中要维持信号的完整性必需利用一些建模工具,建模结果对PCB布线产生指导性意见,布线已完成后再行萃取网络,对信号展开布线后建模,建模没问题后才能送来出有加工。

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目前这样的建模工具主要有cadence、ICX、Hyperlynx等。Hyperlynx是个非常简单好用的工具,软件中包括两个工具LineSim和BoardSim。LineSim用在布线设计前约束布线和各层的参数、设置时钟的布线流形结构、自由选择元器件的速率、临床信号完整性,并尽量避免电磁辐射及串扰等问题。

BoardSim用作布线以后较慢地分析设计中的信号完整性、电磁兼容性和串扰问题,分解串扰强度报告,区分并解决问题串扰问题。作者用于LineSim工具,对信号的阻抗匹配、传输线的长度、串扰展开了建模分析,并得出了指导性结论。  阻抗匹配  高速数字信号的阻抗匹配十分关键,如果给定很差,信号不会产生较小的上冲和下冲现象,如果幅度多达了数字信号的阈值,就不会产生误码。

阻抗匹配有串行端接和分段端接两种,由于串行端接功耗较低并且端接便利,实际工作中一般使用串行端接。以下利用Hyperlynx建模工具对端接电阻的影响展开了分析。以74系列创建建模IBIS模型如图1右图。

建模时自由选择一个发送到末端一个接收端,传输线为带状线,设置线宽0.2mm和介电常数为4.5(常用的FR4材料),使传输线的电阻为51.7。设置信号频率为50MHz的方波,串行端接电阻Rs分别所取0、33和100的情况,展开建模分析,建模结果如图2右图。  图中分别标示了给定电阻是0、33、100时接收端的信号波形。

从波形显现出,0时波形有相当大的上冲和下冲现象,信号最好;100时信号波动较小,方波完全变为了正弦波;而给定电阻是33时波形较好。理想的给定电阻值,可以利用软件的terminatorWizard工具,自动根据器件的参数模型算数出有最佳给定电阻为33.6,实际应用于中可以搭配33。利用建模和器件的IBIS模型,可以很准确地告诉给定电阻值的大小,从而使信号完整性具备可控性。  图1 74系列建模模型  图2 有所不同串行端接电阻的建模结果  传输线长度的影响  在高速数字电路的设计中,除了阻抗匹配外,部分器件对传输线的长度具有严苛的拒绝,信号频率越高,拒绝传输线的长度越高。

以X1器件和X2器件为事例创建建模模型如图3右图。在建模模型中加了33的给定电阻,自由选择建模信号频率为66MHz方波,转变传输线长度分别为76.2mm和254mm时展开建模。

建模结果如图4右图。|168体育资讯。

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