信號(hào)完整性（SignalIntegrity，SI）是指信號(hào)在信號(hào)線上的質(zhì)量，即信號(hào)在電路中以正確的時(shí)序和電壓作出響應(yīng)的能力。如果電路中信號(hào)能夠以要求的時(shí)序、持續(xù)時(shí)間和電壓幅度到達(dá)接收器，則可確定該電路具有較好的信號(hào)完整性。反之，當(dāng)信號(hào)不能正常響應(yīng)時(shí)，就出現(xiàn)了信號(hào)完整性問(wèn)題。

隨著高速器件的使用和高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來(lái)越多，系統(tǒng)數(shù)據(jù)率、時(shí)鐘速率和電路密集度都在不斷地增加。在這種設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)快斜率瞬變和工作頻率很高，電纜、互連、印制板（PCB）和硅片將表現(xiàn)出與低速設(shè)計(jì)截然不同的行為，即出現(xiàn)信號(hào)完整性問(wèn)題。

信號(hào)完整性問(wèn)題能導(dǎo)致或者直接帶來(lái)諸如信號(hào)失真，定時(shí)錯(cuò)誤，不正確的數(shù)據(jù)，地址、控制線和系統(tǒng)誤差等，甚至使系統(tǒng)崩潰，這已成為高速產(chǎn)品設(shè)計(jì)中非常值得注意的問(wèn)題。本文首先介紹了PCB信號(hào)完整性的問(wèn)題，其次闡述了PCB信號(hào)完整性的步驟，介紹了如何確保PCB設(shè)計(jì)信號(hào)完整性的方法。 信號(hào)完整性測(cè)試所需工具說(shuō)明；校準(zhǔn)信號(hào)完整性分析安裝

3、信號(hào)完整性的設(shè)計(jì)方法（步驟）掌握信號(hào)完整性問(wèn)題的相關(guān)知識(shí)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段采用規(guī)避信號(hào)完整性風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)計(jì)方案，搭建穩(wěn)健的系統(tǒng)框架；對(duì)目標(biāo)電路板上的信號(hào)進(jìn)行分類，識(shí)別潛在的SI風(fēng)險(xiǎn)，確定SI設(shè)計(jì)的總體原則；在原理圖階段，按照一定的方法對(duì)部分問(wèn)題提前進(jìn)行SI設(shè)計(jì)；PCB布線階段使用仿真工具量化信號(hào)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，制定詳細(xì)SI設(shè)計(jì)規(guī)則；PCB布線結(jié)束后使用仿真工具驗(yàn)證信號(hào)電源等網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，并適當(dāng)修改。

4、設(shè)計(jì)難點(diǎn)信號(hào)質(zhì)量的各項(xiàng)特征：幅度、噪聲、邊沿、延時(shí)等。SI設(shè)計(jì)的任務(wù)就是識(shí)別影響這些特征的因素。難點(diǎn)1：影響信號(hào)質(zhì)量的因素非常多，這些因素有時(shí)相互依賴、相互影響、交叉在一起，抑制了某一因素可能會(huì)導(dǎo)致其他方面因素的惡化，所有需要對(duì)各因素反復(fù)權(quán)衡，做出系統(tǒng)化的綜合考慮；難點(diǎn)2：有些影響信號(hào)傳輸?shù)囊蛩厥强煽氐?，而有些是不可控的?校準(zhǔn)信號(hào)完整性分析安裝信號(hào)完整性基本定義是指一個(gè)信號(hào)在電路中產(chǎn)生相應(yīng)的能力。

從頻域上看，判斷是否是高速數(shù)字信號(hào)的準(zhǔn)則不僅是信號(hào)的基礎(chǔ)頻率，還包括其高次 波影響。對(duì)數(shù)字電路而言，邊沿的速率是直觀的因素之一。在工程上可以認(rèn)為當(dāng)信號(hào)邊沿 時(shí)間小于4?6倍的互連傳輸時(shí)延時(shí)，應(yīng)考慮信號(hào)完整性的行為。

從時(shí)域信號(hào)波形來(lái)看，我們可以看到后面研究的傳輸線的特征阻抗、反射、串?dāng)_及 同步開(kāi)關(guān)噪聲等問(wèn)題都是研究數(shù)字信號(hào)從0到1和從1到0跳變時(shí)的瞬態(tài)行為，其與邊沿 速率相關(guān)。

這是一個(gè)2MHz時(shí)鐘信號(hào)傳輸?shù)碾娐?，?807時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器輸出（D41）,經(jīng)過(guò)一段電路 板走線（TL1）后接一個(gè)電阻（R113）,再經(jīng)過(guò)一段電路板走線（TL2）連到接收端（D40）, 為什么3807的輸出端要串聯(lián)一個(gè)33。的電阻呢？

通過(guò)仿真我們可以看到?jīng)]有這個(gè)電阻和有這個(gè)電阻接收到的信號(hào)的差別。

沒(méi)有這個(gè)電阻時(shí)接收到的信號(hào)，如圖1.8所示是有這個(gè)電阻時(shí)接收到的 信號(hào)。可以看到當(dāng)沒(méi)有這個(gè)電阻時(shí)信號(hào)有很大的過(guò)沖和振鈴產(chǎn)生，串聯(lián)了這個(gè)電阻后問(wèn)題有 很大的好轉(zhuǎn)。

什么是信號(hào)完整性

信號(hào)完整性(Signal Integrity)可以泛指信號(hào)電壓、電流在互連結(jié)構(gòu)傳輸過(guò)程中的信號(hào)質(zhì) 量問(wèn)題，包括噪聲、干擾及由其造成的時(shí)序影響等。

什么時(shí)候需要考慮信號(hào)完整性問(wèn)題呢？

一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的電路學(xué)理論適用于信號(hào)互連的電路尺寸遠(yuǎn)小于傳輸信號(hào)中設(shè)計(jì)者所關(guān) 心的比較高頻率所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的電路結(jié)構(gòu)分析。此時(shí)，信號(hào)的互連等效于一階電路元件，被稱為 集總元件(Lumped Elements):反之，當(dāng)信號(hào)互連的電路尺寸接近傳輸信號(hào)中設(shè)計(jì)者所關(guān)心 的比較高頻率所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)時(shí)，由于互連路徑上不同位置的電壓或電流的大小與相位均可能不 同，信號(hào)的互連等效于多階電路元件，因而被稱為分布式元件(Distributed Elements)。在數(shù) 字世界中，邊沿速率幾乎完全決定了信號(hào)中的比較大的頻率成分，通常從工程經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為當(dāng)信號(hào) 邊沿時(shí)間小于4?6倍的互連傳輸時(shí)延時(shí)，信號(hào)互連路徑會(huì)被當(dāng)作分布參數(shù)模型處理，并需要 考慮信號(hào)完整性的行為。

實(shí)世界里的數(shù)字信號(hào)并不只是0或1的表現(xiàn)，一定會(huì)存在從0到1或從1到0的跳變 過(guò)程。 100條估計(jì)信號(hào)完整性效應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)法則；

眼圖測(cè)試

眼圖測(cè)試是常用的測(cè)試手段，特別是對(duì)于有規(guī)范要求的接口，比如 E1/T1、USB、10/100BASE-T，還有光接口等。這些標(biāo)準(zhǔn)接口信號(hào)的眼圖測(cè)試，主要是用帶 MASK(模板)的示波器，包括通用示波器，采樣示波器或者信號(hào)分析儀，這些示波器內(nèi)置的時(shí)鐘提取功能，可以顯示眼圖，對(duì)于沒(méi)有 MASK 的示波器，可以使用外接時(shí)鐘進(jìn)行觸發(fā)。使用眼圖測(cè)試功能，需要注意測(cè)試波形的數(shù)量，特別是對(duì)于判斷接口眼圖是否符合規(guī)范時(shí)，數(shù)量過(guò)少，波形的抖動(dòng)比較小，也許有一下違規(guī)的情況，比如波形進(jìn)入 MASK 的某部部分，就可能采集不到，出現(xiàn)誤判為通過(guò)，數(shù)量太多，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)測(cè)試時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，效率不高，通常情況下，測(cè)試波形數(shù)量不少于 2000，在 3000 左右為適宜。 硬件測(cè)試技術(shù)及信號(hào)完整性分析；校準(zhǔn)信號(hào)完整性分析安裝

克勞德實(shí)驗(yàn)室提供信號(hào)完整性測(cè)試解決方案；校準(zhǔn)信號(hào)完整性分析安裝

信號(hào)完整性分析指的是在高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，分析信號(hào)在傳輸路徑中受到的干擾和失真的程度，以確保信號(hào)能夠正確傳輸并被正確地解碼。信號(hào)完整性分析通常包括以下方面：

1.時(shí)域分析：通過(guò)分析信號(hào)在傳輸路徑中的時(shí)域響應(yīng)，包括上升時(shí)間、瞬態(tài)響應(yīng)等，來(lái)評(píng)估信號(hào)完整性。

2.頻域分析：通過(guò)分析信號(hào)在傳輸路徑中的頻率響應(yīng)，包括截止頻率、帶寬等，來(lái)評(píng)估信號(hào)完整性。

3.時(shí)鐘分析：時(shí)鐘信號(hào)在高速數(shù)字系統(tǒng)中起著極為重要的作用，因此，在信號(hào)完整性分析中也需要對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分析。

4.信號(hào)干擾分析：分析在信號(hào)傳輸路徑中可能出現(xiàn)的各種干擾，如串?dāng)_、輻射干擾等，以評(píng)估信號(hào)完整性。通過(guò)對(duì)信號(hào)完整性進(jìn)行分析，可以幫助設(shè)計(jì)人員在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的早期發(fā)現(xiàn)和解決信號(hào)干擾和失真的問(wèn)題，提高系統(tǒng)的可靠性和性能。

通過(guò)對(duì)信號(hào)完整性進(jìn)行分析，可以幫助設(shè)計(jì)人員在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的早期發(fā)現(xiàn)和解決信號(hào)干擾和失真的問(wèn)題，提高系統(tǒng)的可靠性和性能 校準(zhǔn)信號(hào)完整性分析安裝