信號(hào)完整性工程設(shè)計(jì)

課程背景

本課程重點(diǎn)講解了信號(hào)完整性工程設(shè)計(jì)原理，幫助電子行業(yè)工程技術(shù)人員提高在PCB布線和信號(hào)分析方面的專(zhuān)業(yè)技能，為企業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的SI工程師，提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，增強(qiáng)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)國(guó)際的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本課程重點(diǎn)不是“書(shū)本上的理論”，而是“工程中該怎么做、為什么這樣做”。既要了解“這個(gè)地方有這個(gè)問(wèn)題”，又要知道“這個(gè)問(wèn)題工程上這樣處理”。緊扣工程設(shè)計(jì)講解關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，拒絕枯燥的理論堆積，實(shí)用為主,直觀形象，便于工程師接受。104個(gè)知識(shí)要點(diǎn)18條有用的經(jīng)驗(yàn)法則40條提高設(shè)計(jì)成功率的良好習(xí)慣28個(gè)工程直通車(chē)項(xiàng)目實(shí)際工程問(wèn)題接連展現(xiàn)，涵蓋對(duì)工程設(shè)計(jì)至關(guān)重要的要點(diǎn)，一切為了工程設(shè)計(jì)！

課程目標(biāo)

實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用、真正解決問(wèn)題，方便落實(shí)！明白為什么，更清楚怎么做！通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)你可以在硬件設(shè)計(jì)，硬件測(cè)試，PCB設(shè)計(jì)，SI設(shè)計(jì)，PI設(shè)計(jì)等方面的能力有質(zhì)的飛躍，本課程的內(nèi)容幫助你成為業(yè)界頂尖的工程師

課程大綱

1、正確認(rèn)識(shí)信號(hào)完整性設(shè)計(jì)

什么是信號(hào)完整性

正確理解和使用帶寬

工程直通車(chē)：為什么分支結(jié)構(gòu)本質(zhì)上是帶寬受限的，不適合高速傳輸？

工程直通車(chē)：為什么串聯(lián)端接阻值影響信號(hào)延遲？

工程直通車(chē)：通道優(yōu)化需要關(guān)注多大的頻率范圍？

互連通道中會(huì)發(fā)生什么？

SI問(wèn)題是怎樣產(chǎn)生的

5個(gè)常見(jiàn)的SI設(shè)計(jì)誤區(qū)

正確認(rèn)識(shí)SI仿真與SI設(shè)計(jì)

知識(shí)要點(diǎn)

本章節(jié)主要內(nèi)容：從信號(hào)、通道、電源系統(tǒng)等角度全面介紹信號(hào)完整性問(wèn)題的本質(zhì)。重點(diǎn)澄清信號(hào)完整性工程設(shè)計(jì)過(guò)程中廣泛存在的理解誤區(qū)，避免在工程設(shè)計(jì)中走彎路，幫助硬件工程師在設(shè)計(jì)PCB時(shí)把握正確的方向。著重分析了信號(hào)帶寬的概念，以及使用帶寬時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。

2、從工程的角度理解傳輸線

什么是傳輸線、信號(hào)在走線上是怎樣傳輸?shù)模?/p>

信號(hào)傳輸?shù)碾妷弘娏鞅憩F(xiàn)

電流環(huán)路是怎樣形成的

深入理解電容、電感

工程直通車(chē)：高速差分線旁邊的焊盤(pán)需要處理嗎？

工程直通車(chē)：去耦電容怎么安裝好？

信號(hào)速度、傳輸線的延時(shí)

工程直通車(chē)：DDR：為什么同組信號(hào)要走同一層？

信號(hào)感受到的阻抗與特性阻抗、影響特性阻抗的因素

什么是參考平面？哪個(gè)是參考平面？

工程直通車(chē)：6層板，怎么規(guī)劃布線層？

返回電流

工程直通車(chē)：Gbps高速差分過(guò)孔為什么加伴隨GND過(guò)孔？

參考不同平面時(shí)的電流環(huán)路在哪？

工程直通車(chē)：走線參考哪個(gè)平面好？

模態(tài)與阻抗

工程直通車(chē)：差分對(duì)耦合變化的影響，松耦合還是緊耦合？

損耗、趨膚效應(yīng)、臨近效應(yīng)、表面粗糙度

工程直通車(chē)：線寬有影響么？

Dk、Df指的是什么？

知識(shí)要點(diǎn)

經(jīng)驗(yàn)法則

提高設(shè)計(jì)成功率的良好習(xí)慣

本章節(jié)主要內(nèi)容：本講是信號(hào)完整性中**重要的一項(xiàng)基礎(chǔ)內(nèi)容，目前大多數(shù)工程設(shè)計(jì)中的不良做法都是由于對(duì)傳輸線理解不準(zhǔn)確造成的。本講沒(méi)有繁瑣的公式推演，著重****直觀的方式詳細(xì)闡述傳輸線的行為方式，包括電壓、電流的表現(xiàn)，澄清對(duì)傳輸線上電壓電流形成過(guò)程的理解誤區(qū)。同時(shí)著重分析了以下幾個(gè)對(duì)工程設(shè)計(jì)至關(guān)重要的問(wèn)題：怎樣判斷哪個(gè)是參考平面？走線參考不同平面時(shí)回流路徑是什么樣的？怎樣決定信號(hào)線該安排在那一個(gè)信號(hào)層？特性阻抗真正含義是什么？哪些因素影響特性阻抗？工程設(shè)計(jì)中阻抗控制應(yīng)注意什么？模態(tài)和阻抗、以及這一概念在工程中的重要應(yīng)用。傳輸線的趨膚效應(yīng)、臨近效應(yīng)、表面粗糙度、損耗等實(shí)際問(wèn)題。板材資料中常常出現(xiàn)的兩個(gè)重要參數(shù)Dk、Df指的是什么？

3、反射、端接與工程設(shè)計(jì)

反射是怎么形成的，反射規(guī)律。

信號(hào)振鈴是怎么形成的？

信號(hào)邊沿的回勾是怎樣形成的？

工程直通車(chē)：如何使用波形測(cè)試結(jié)果？

容性負(fù)載對(duì)傳輸線阻抗的影響

工程直通車(chē)：為什么變線寬？

什么時(shí)候需要端接，使用哪種端接？

工程直通車(chē)：為什么鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)幾乎不用串聯(lián)端接？

驅(qū)動(dòng)器的輸出阻抗

串聯(lián)端接電阻的阻值及位置

工程直通車(chē)：端接電阻可以距離驅(qū)動(dòng)器多遠(yuǎn)？

并聯(lián)端接電阻的位置

幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)

工程直通車(chē)：菊花鏈還是Fly-by？

工程直通車(chē)：鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中已經(jīng)端接為什么還不能解決問(wèn)題？

工程直通車(chē)：跨越背板的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)

知識(shí)要點(diǎn)

經(jīng)驗(yàn)法則

提高設(shè)計(jì)成功率的良好習(xí)慣

本章節(jié)主要內(nèi)容：分析信號(hào)反射現(xiàn)象的成因，反射規(guī)律。著重討論以下幾項(xiàng)每個(gè)工程設(shè)計(jì)都會(huì)遇到的關(guān)鍵問(wèn)題：信號(hào)振鈴是怎么形成的？什么影響信號(hào)過(guò)沖的大??？邊沿的回勾是怎樣形成的？臺(tái)階是怎樣形成的？容性負(fù)載反射規(guī)律？感性負(fù)載反射規(guī)律？什么時(shí)候需要端接？該使用哪種端接？端接電阻的阻值及位置有什么影響？各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)波形有什么影響？怎樣選擇拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？怎樣確定驅(qū)動(dòng)器的輸出阻抗？

4、串?dāng)_、隔離與工程設(shè)計(jì)

串?dāng)_的形成

容性耦合、感性耦合、近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_

邊沿耦合、寬邊耦合

串?dāng)_對(duì)信號(hào)的影響

工程直通車(chē)：怎樣預(yù)估串?dāng)_對(duì)時(shí)序的影響？

工程直通車(chē)：測(cè)試評(píng)估串?dāng)_對(duì)眼圖的影響，直接測(cè)試所得結(jié)果是否可信？

減小串?dāng)_的方法

工程直通車(chē)：內(nèi)層走線，末端并聯(lián)端接情況下的近端噪聲。

工程直通車(chē)：為什么內(nèi)層遠(yuǎn)端噪聲幾乎不影響時(shí)序？

工程直通車(chē)：內(nèi)層走線，源端串聯(lián)端接情況下的遠(yuǎn)端噪聲

那些地方應(yīng)關(guān)注串?dāng)_

蛇形走線

保護(hù)地線

工程直通車(chē)：注意隱藏的風(fēng)險(xiǎn)，未處理的鋪銅。

知識(shí)要點(diǎn)

經(jīng)驗(yàn)法則

提高設(shè)計(jì)成功率的良好習(xí)慣

本章節(jié)主要內(nèi)容：分析互容怎樣引入串?dāng)_，互感怎樣引入串?dāng)_?？偟拇?dāng)_噪聲有什么特點(diǎn)。表層走線和內(nèi)層走線串?dāng)_有何不同？同層間串?dāng)_、不同層之間串?dāng)_有何不同？串?dāng)_對(duì)信號(hào)有哪些影響？串?dāng)_對(duì)時(shí)序有什么影響？怎樣估計(jì)串?dāng)_會(huì)吃掉多少時(shí)序？哪些措施可以減小串?dāng)_？工程設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注哪些地方？蛇形線不同繞法有什么區(qū)別？怎樣繞蛇形線？保護(hù)地線該怎么用？PCB設(shè)計(jì)中的一些容易忽略的細(xì)節(jié)。

5、走線跨分割及工程解決方法

跨分割的潛在問(wèn)題

跨分割的反射和串?dāng)_

表層vs內(nèi)層

跨分割與腔體諧振

跨分割回流與PDN

工程直通車(chē)：怎樣設(shè)計(jì)層疊

工程直通車(chē)：避免不必要的跨分割

知識(shí)要點(diǎn)

提高設(shè)計(jì)成功率的良好習(xí)慣

本章節(jié)主要內(nèi)容：重點(diǎn)分析以下幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題：跨分割會(huì)產(chǎn)生哪些問(wèn)題？跨分割**大的影響是什么？表層走線跨分割和內(nèi)層走線跨分割有什么性能差別？什么樣的電源（PDN）系統(tǒng)可以減小跨分割的影響？工程設(shè)計(jì)中不得不跨分割時(shí)該怎么辦？怎樣利用層疊結(jié)構(gòu)來(lái)減小跨分割的影響？怎樣規(guī)劃走線層減小跨分割的影響？

6、差分互連---怎樣設(shè)計(jì)差分對(duì)

差分傳輸原理

差分對(duì)中的模態(tài)轉(zhuǎn)換

差分對(duì)中的阻抗參數(shù)

怎樣確定差分對(duì)的線寬線距

差分對(duì)的反射、端接、串?dāng)_

等長(zhǎng)還是等距

差分對(duì)的返回電流

差分對(duì)設(shè)計(jì)原則

工程直通車(chē)：消除人為的不對(duì)稱(chēng)

知識(shí)要點(diǎn)

提高設(shè)計(jì)成功率的良好習(xí)慣

本章節(jié)主要內(nèi)容：重點(diǎn)介紹差分對(duì)設(shè)計(jì)的工程處理方法，澄清廣泛流傳的不良設(shè)計(jì)和認(rèn)識(shí)誤區(qū)。詳細(xì)闡述模態(tài)轉(zhuǎn)換這個(gè)被忽略但對(duì)設(shè)計(jì)至關(guān)重要的問(wèn)題。介紹差分對(duì)中的阻抗參數(shù)，怎樣使用奇模阻抗、偶模阻抗。差分對(duì)線寬線距怎么定？差分對(duì)怎樣端接，不同端接方式有什么區(qū)別？不等長(zhǎng)和不等距那個(gè)影響更大？怎樣確定需要多少mil等長(zhǎng)？做等長(zhǎng)時(shí)在哪個(gè)位置繞線？差分線Layout時(shí)要注意的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題。

7、電源完整性與工程設(shè)計(jì)

電源分配系統(tǒng)（PDN）兩大功能

理解去耦原理

目標(biāo)阻抗設(shè)計(jì)方法

電容的特性、電容的并聯(lián)

影響諧振峰的因素

去耦電容網(wǎng)絡(luò)的工程設(shè)計(jì)方法

去耦頻率范圍問(wèn)題

電容的安裝

電源的劃分

直流壓降

磁珠濾波：怎樣選磁珠和電容

知識(shí)要點(diǎn)

提高設(shè)計(jì)成功率的良好習(xí)慣

本章節(jié)主要內(nèi)容：介紹電源分配系統(tǒng)（PDN）兩大功能。分析目標(biāo)阻抗設(shè)計(jì)方法。詳細(xì)介紹怎樣選擇去耦電容網(wǎng)絡(luò)的電容值，給出3中常用的去耦電容網(wǎng)絡(luò)配置方法，并比較幾種方法性能有什么不同。詳細(xì)分析磁珠濾波網(wǎng)絡(luò)的特征。怎樣選擇磁珠大?。吭鯓舆x擇磁珠后面的電容容值？磁珠濾波網(wǎng)絡(luò)選型時(shí)應(yīng)注意什么？磁珠濾波后的電源Layout時(shí)注意什么？直流壓降分析，怎樣解決直流壓降過(guò)大問(wèn)題？

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