信号完整性里面遇到的问题汇总

遇到的问题,方方面面。

一.软件选择和使用

hfss3d全波仿真准确度最高,但是所用时间比较长,对电脑内存要求比较高,建模复杂度高,费时间,对操作要求比较高,设置需要详细和仔细考虑,比如仿真尺寸要大于求解频率的十分之一,求解频率要设置在整个频带的三分之二。设置waveport还是lumpedport,二者区别在哪,使用环境和条件,设置需要注意的点。

2.sigrity power si 使用的是mom 和workflow流畅算法当信号宽度远大于厚度可以用矩量法。同时需要注意设置port值要小,因电源平面阻抗是毫欧级,根据传输线阻抗变化公式端口阻抗会对仿真结果有影响,所以要合理设置端口激励阻抗。

3.ADS优势主要是通道仿真,此软件是2.5d结构,在做前仿真的时候评估可以节省时间,在最终仿真阶段需要注意最终的snp需要保证snp准确性,在通道仿真领域ads的优势非常明显,但也要注意模型的限制性,如模型寄生参数的带宽范围。还要注意模型是最终版还是draft版本等。

4.q3d和sigrity都可用于rlgc提取,但是q3d fem算法永远最准确 sigrity求解速度快。而且q3d是静电场求解法,即仿真尺度在第三个维度上要<波长十分之一,所以无法考虑辐射和远场

二.使用测试设备

1.VNA一般可以和plts联合使用,使用前要校准,注意扫描频率点,越多准确度越高,average参数建议最少设置2,这个也是越多越准,但是要结合时间和效率做均衡。注意测小信号的器件,输出power不要太小。使用中发现,将两个端口连接起来且power设置为负30dbm时候测试曲线会比较模糊,此时在当下线缆连接器和实验环境情况下准确度已经不够。校准的时候注意选择性能特别好的连接头和高频线缆,连接需要注意拧紧,且放在一个平面上。从安全角度考虑注意要戴静电手环。

2.TDR的测试原理是(v2-v1)/(v2+v1)=(z2-z1)/(z2+z1).内部给定v1和z1内部示波器测试到v2可以算出z2.需要注意的是上升时间越陡对于同一器件反射越严重。需要根据带宽来设定发送信号的上升时间,还需要注意的是因为要测试差分信号,所以需要做skew校准,测试用的线要保持一致,测试用的线要校准。使用探针时要注意尽量垂直点上,而且在接触的地方阻抗会很高,就一个点,面积小。

3.示波器需要注意用采样示波器或者时时示波器

三.仿真流程

1.prelayout阶段走线叠层评估,考虑速率选择板材,如光模块距离短可以选m6,m7.而对于112g 56g高速率的信号且距离较长,需要m8材料。一般电源层使用较差材料RTF.选择叠层需要考虑厚度需要合理选择材料dk,另外材料的roughness和df对损耗有影响,一般认为m7,m8 roughness为0.25um df在0.002到0.003之间。

2.叠层确认后需要给板厂评估,报价。之后需要draft走线评估,电容下方怎么挖空,bga和贴片,连接器处怎么处理,线长要走多长。规则的导入。线距,线宽,同一对长度差,需要注意一点是速率特别高的时候补长度不要锯齿形状补长度,那样在高频的时候线间距会比较近,容易产生容性耦合。表层线距离远,内层线距离可以近些,线尽量走内层,过孔信号线要背钻,不背钻的话相当于该处容性增强,使得阻抗下降。其他注意事项等走线规则

4.ibis ami channel仿真。多板连接起来看眼图,调预加重和dfe ffe ctle调整眼图。一般芯片会给一个参考,在这个参考范围附近扫描,然后调整。

三.解决信号完整性各不连续处的方法和理论根据

四.ibis ami模型

ibis模型的话有package 模型 model带pin脚的,或者是差分的,要知道模型的适用条件,用模型之前要知道模型是否可用是什么版本,初始版本还是最终确认版本这样,另外电压的范围是否是2vcc到负vcc另外波形的描点是否充沛,是否单调。还做过频率的阻抗扫描,可以得到模型的使用频率等。ami是升级版的ibis模型,一般调的时候可以先按照芯片给的deafult的情况去看结果。结果不好可以观察波形做通道和参数联合调整。ctle dfe ffe emphais deemphais.

五.项目讨论

六.仿测回归

考虑模型局限性和测试是否准确。

七.EMC

emc曾经遇到小信号的两个芯片的地平面不共地的情况,噪声对信号会有影响,将两个芯片的地结合起来解决了问题。这里面引入了地回流路径的问题,地平面在时领域里面看最好也是一个平稳的地面这样会比较好。还有就是器件和走线最好不要放在靠近pcb边缘的地方,这样容易产生干扰,从电场来说也会影响信号的特性。另外最好不要有跨分割平面的走线,那样等同于一个开槽天线,信号向外辐射的能力非常强。最后要说的就是差分线的skew会造成共模干扰,注意等长的问题,另外当速率特别高的时候绕线等长如果是锯齿行的会有容性耦合,虽然长度相等,但是信号传输的路径并不相等。

八.PCB制成需要注意问题

pcb最小线距一般是4mil,截面积是梯形,仿真需要把实际情况考虑进去,过孔焊盘和孔距离一般5mil以上,背钻直径一般到大于27mil,背钻一般留10到12milstub,stub相当于容性,容性增大,阻抗下降,影响特性。如果是插连接器的这种背钻留40mil。bgasolder如何焊接上的,fpc和pcb焊接的时候厚度2到4mil.孔有叠错孔叠错孔还有焊盘的内外径要求内径和外径。另外连接平面的机械孔和激光孔,激光的孔比较小,可以打的密,机械孔便,孔尺寸大。相关的叠层是越来越升级,损耗是越来越低,叠层需要考虑它的dk df roughness这些。不同的编制方式和含胶量对dk df都有影响 一般hvlp3粗糙度0.25um,dk是随着频率升高先降低到thz以上再升高。df是先变大再变小。

九.技术沟通能力问题

自我呈现让别人接受的多样式呈现,视频ppt sharing 专利。还有就是相互的。信息传达的准确性,追踪和闭环。最关键还是把事情说明白,然后询问下看看对方怎么理解。

十.研究生项目

十一.协议

有的是芯片规范,有的是协议规范。一般都会规范插入损耗,回波损耗,sdc scd 和scc。信号设置按照差分设计所以scc要求比较宽泛,而sdc scd表示的是差分转共模,共模转差分。插入损耗和回波损耗耗可以反应通道的匹配情况和能量损耗情况。

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