信号完整性对 ECAD 软件中高速设计的重要性

2021-07-01

信号完整性对 ECAD 软件中高速设计的重要性

高速 PCB 设计使用的数字元件在其输出信号中具有非常快的边缘速率。这些组件通常被称为“高速”，它们所提供的信号在标准 PCB 材料中可能会显着降低。高速 PCB 设计的信号完整性对于确保数据可以在 PCB 上的组件之间传递以及确保信号可以被接收器组件解释非常重要。还有一个最佳 PCB 布局实践问题，以确保 PCB 的低 EMI 辐射。

借助最好的 PCB 布局和布线工具，您可以通过最好的阻抗计算器、交互式 PCB 布线功能以及与强大的场解算器的集成来确保您的设计保持高速信号完整性。串扰和反射仿真还有助于确保您的设计符合基本性能标准，并确保您的信号保持强劲。

一个统一的 PCB 设计应用程序，具有完整的 PCB 编辑器、信号完整性分析功能和专业 PCB 设计人员的制造工具。

当您在 PCB 中处理高速信号和高速组件时，高速设计的信号完整性应该是首要考虑因素。高速系统及其中的信号会遇到信号完整性问题，例如过度损耗、信号失真和 EMI，这些问题会给高速 PCB 设计人员带来很大的麻烦。

当您需要正确的高速数字设计工具集时，Altium Designer 中最好的布局和布线功能集就是您的最佳选择。当您使用 Altium 的旗舰 PCB 设计软件时，您将拥有用于设计高速互连、执行信号完整性分析等的完整工具集。如果您从未见过高速数字设计工具如何帮助您解决 PCB 中的信号完整性问题，请继续阅读以了解更多信息。

信号完整性对高速设计的重要性

信号完整性问题听起来很深奥，但所有设计都有。这只是一个问题，它们是否会干扰您的组件并阻止数据接收。在高速数字设计的情况下，一些基本测量和信号完整性模拟可以显示信号何时出现过度失真。您可以在高速 PCB 中识别出的一些信号完整性问题包括：

长通道插入损耗过大

短通道中的主要反射损耗

色散，导致数字信号扩散和相位失真

强串扰或模拟串扰的地弹

只能通过电源完整性分析来识别的偏斜和抖动

由于阻抗不匹配而在接收器处发生反射

这些问题导致符号间干扰，由于不可恢复的信号而产生高误码率。这些问题发生在单端和差分通道中，设计人员应该了解他们的设计特性如何帮助他们在高速 PCB 设计中面对和解决这些问题。

高速 PCB 设计从正确的层堆叠开始

您的 PCB 叠层应正确设计，以确保高速互连的阻抗受控。层堆叠也将是抑制 EMI 发射和接收的主要因素。借助 Altium Designer 的 PCB 层堆栈设计功能，无论涉及何种频率或数据速率，您都可以为您的高速数字电路板奠定坚实的基础。此外，您可以对传输线进行布线，以确保达到最高频率值的目标阻抗目标。

您的 PCB 层堆叠设计是可靠性的决定因素之一。请务必选择正确的铜重量和电介质 PCB 材料，以确保满足高速互连中的目标阻抗。

在选择核心和预浸料时，请注意材料选择，因为色散是信号完整性问题的主要驱动因素。

创建叠层后，您可以定义满足高速数字信号标准和确保性能所需的目标阻抗。

在 Altium Designer 中立即确定您所需的 PCB 走线宽度以满足您的目标阻抗。

高速设计过程的设计规则

创建层堆叠是确保高速设计信号完整性的第一步。但是，您还需要更多地考虑 PCB 布局，以防止出现信号完整性问题。许多信号完整性问题源于错误的布线选择，但您可以确保您的走线布线满足具有最佳布线功能的基本要求。

路由工具不需要完全手动。高速电路板设计的最佳 PCB 布线功能将使用您的目标阻抗作为设计规则。在创建 PCB 布局时，您可以立即为高速互连设置目标阻抗容差，布线工具将帮助自动化复杂 PCB 的布局过程。您将在 Altium Designer 中找到这些规则驱动的设计功能以及更多功能。

使用 Altium Designer 中的高速 PCB 设计规则保持高效

Altium Designer 的强大功能来自其规则驱动的 PCB 设计引擎。这个强大的布局和布线引擎将在创建时立即根据关键设计规则检查您的电路板布局。您不必在每次布局高速互连时手动运行 DRC，也不必手动执行信号完整性分析计算以查看是否会破坏目标阻抗。相反，确保高速设计中信号完整性所需的一切都在您工作时发生，以帮助您保持生产力。

Altium Designer 中的布线引擎使您可以立即实施各种布线样式，以在高速互连中应用延迟调整和长度匹配。

对于差分对，对中的每条走线都需要精确的长度匹配，以确保信号完整性和共模噪声抑制。

当您需要在信号完整性分析中评估 EMI 性能、目标阻抗和失真等方面时，Altium Designer 用户可以将他们的 PCB 导入 Ansys 场求解器以进行强大的数值模拟。

使用 Altium Designer 中的一整套 PCB 布局工具来控制您的高速数字设计和信号完整性。

与最佳信号完整性分析工具的接口

信号完整性的高速设计中的重要性不能被低估，而设计师需要一套完整的设计工具，帮助他们保持高效。一旦你完成了最好的CAD功能和路由工具，你的电路板布局，您可以使用布局后仿真，以验证其对性能和可靠性标准。这些模拟包括：

行业标准的基于 IBIS 模型的信号完整性仿真

串扰跨越高速互连的路模拟

反射模拟，以确定宽带阻抗不匹配

在ANSYS软件的场解算器对网络参数和EMI的模拟接口

不像其他的设计方案，Altium Designer的帮助给你获得一系列的设计和仿真工具减少你的软件堆栈的大小。使用 Altium Designer 保持高效并成功设计。

利用 Altium 广泛的信号完整性专业知识

当您使用Altium Designer的，重要的信号完整性分析任务是容易由于一个完整的高速PCB设计和分析工具套件。综合模拟器可以帮助您执行重要的信号完整性分析任务，并确定当你的董事会将遇到过多的损失，分散，失真和噪声。使用Altium Designer中最佳的高速信号完整性分析功能，让你的系统运行在最佳状态。

Altium Designer的一套完整的PCB设计和分析功能可以帮助你克服高速PCB设计项目，并确定在版面中重要的信号完整性问题。

PCB叠层设计特点和Altium Designer中的路由功能与Simberian的强大的3D场求解器整合，使高速PCB设计精确的阻抗和传播延迟计算。

Altium的365给了设计团队的方式进行合作在安全地管理云环境。您可以立即通过Altium Designer中或在网络上分享您的设计和生产数据。

使用 Altium Designer 中最好的 2D 和 3D PCB 布局工具来创建您的下一个高速数字电路板。

您可以在 Altium Designer 中找到电路板设计、布局和制造所需的一切。您可以使用 Altium Designer 中的全套 PCB 设计工具控制高速设计信号完整性的所有方面。