信號完整性工程設計原理

信號完整性工程設計原理(于博士)課程介紹：

課程介紹
    本課程重點講解了信號完整性工程設計原理，幫助電子行業(yè)工程技術人員提高在PCB布線和信號分析方面的專業(yè)技能，為企業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的SI工程師，提高產品質量和可靠性，增強產品在國內國際的市場競爭力。
    本課程重點不是“書本上的理論”，而是“工程中該怎么做、為什么這樣做”。
    既要了解“這個地方有這個問題”，又要知道“這個問題工程上這樣處理”。
    緊扣工程設計講解關鍵知識點，拒絕枯燥的理論堆積，實用為主,直觀形象，便于工程師接受。
    104個知識要點                      18條有用的經驗法則
    40條提高設計成功率的良好習慣       28個工程直通車項目       
    實際工程問題接連展現(xiàn)，涵蓋對工程設計至關重要的要點，一切為了工程設計！

課程收益
    實戰(zhàn)應用、真正解決問題，方便落實！明白為什么，更清楚怎么做！
    通過本課程的學習你可以在硬件設計，硬件測試，PCB設計，SI設計，PI設計等方面的能力有質的飛躍，本課程的內容幫助你成為業(yè)界頂尖的工程師

課程大綱
《信號完整性工程設計》課程大綱
1、正確認識信號完整性設計
 什么是信號完整性
 正確理解和使用帶寬
 工程直通車：為什么分支結構本質上是帶寬受限的，不適合高速傳輸？
 工程直通車：為什么串聯(lián)端接阻值影響信號延遲？
 工程直通車：通道優(yōu)化需要關注多大的頻率范圍？
 互連通道中會發(fā)生什么？
 SI問題是怎樣產生的
 5個常見的SI設計誤區(qū)
 正確認識SI仿真與SI設計
 知識要點
本章節(jié)主要內容：從信號、通道、電源系統(tǒng)等角度全面介紹信號完整性問題的本質。重點澄清信號完整性工程設計過程中廣泛存在的理解誤區(qū)，避免在工程設計中走彎路，幫助硬件工程師在設計PCB時把握正確的方向。著重分析了信號帶寬的概念，以及使用帶寬時應注意的問題。

2、從工程的角度理解傳輸線
 什么是傳輸線、信號在走線上是怎樣傳輸的？
 信號傳輸的電壓電流表現(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：高速差分線旁邊的焊盤需要處理嗎？
 工程直通車：去耦電容怎么安裝好？
 信號速度、傳輸線的延時
 工程直通車：DDR：為什么同組信號要走同一層？
 信號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？哪個是參考平面？
 工程直通車：6層板，怎么規(guī)劃布線層？
 返回電流
 工程直通車：Gbps高速差分過孔為什么加伴隨GND過孔？
 參考不同平面時的電流環(huán)路在哪？
 工程直通車：走線參考哪個平面好？
 模態(tài)與阻抗
 工程直通車：差分對耦合變化的影響，松耦合還是緊耦合？
 損耗、趨膚效應、臨近效應、表面粗糙度
 工程直通車：線寬有影響么？
 Dk、Df 指的是什么？
 知識要點
 經驗法則
 提高設計成功率的良好習慣
本章節(jié)主要內容：本講是信號完整性中最重要的一項基礎內容，目前大多數工程設計中的不良做法都是由于對傳輸線理解不準確造成的。本講沒有繁瑣的公式推演，著重通過最直觀的方式詳細闡述傳輸線的行為方式，包括電壓、電流的表現(xiàn)，澄清對傳輸線上電壓電流形成過程的理解誤區(qū)。同時著重分析了以下幾個對工程設計至關重要的問題：怎樣判斷哪個是參考平面？走線參考不同平面時回流路徑是什么樣的？怎樣決定信號線該安排在那一個信號層？特性阻抗真正含義是什么？哪些因素影響特性阻抗？工程設計中阻抗控制應注意什么？模態(tài)和阻抗、以及這一概念在工程中的重要應用。傳輸線的趨膚效應、臨近效應、表面粗糙度、損耗等實際問題。板材資料中常常出現(xiàn)的兩個重要參數Dk、Df指的是什么？

3、反射、端接與工程設計
 反射是怎么形成的，反射規(guī)律。
 信號振鈴是怎么形成的？
 信號邊沿的回勾是怎樣形成的？
 工程直通車：如何使用波形測試結果？
 容性負載對傳輸線阻抗的影響
 工程直通車：為什么變線寬？
 什么時候需要端接，使用哪種端接？
 工程直通車：為什么鏈式結構幾乎不用串聯(lián)端接？
 驅動器的輸出阻抗
 串聯(lián)端接電阻的阻值及位置
 工程直通車：端接電阻可以距離驅動器多遠？
 并聯(lián)端接電阻的位置
 幾種拓撲結構特點
 工程直通車：菊花鏈還是Fly-by？
 工程直通車：鏈式結構中已經端接為什么還不能解決問題？
 工程直通車：跨越背板的鏈式結構
 知識要點
 經驗法則
 提高設計成功率的良好習慣
本章節(jié)主要內容：分析信號反射現(xiàn)象的成因，反射規(guī)律。著重討論以下幾項每個工程設計都會遇到的關鍵問題：信號振鈴是怎么形成的？什么影響信號過沖的大��？邊沿的回勾是怎樣形成的？臺階是怎樣形成的？容性負載反射規(guī)律？感性負載反射規(guī)律？什么時候需要端接？該使用哪種端接？端接電阻的阻值及位置有什么影響？各種拓撲結構對信號波形有什么影響？怎樣選擇拓撲結構？怎樣確定驅動器的輸出阻抗？

4、串擾、隔離與工程設計
 串擾的形成
 容性耦合、感性耦合、近端串擾和遠端串擾
 邊沿耦合、寬邊耦合
 串擾對信號的影響
 工程直通車：怎樣預估串擾對時序的影響？
 工程直通車：測試評估串擾對眼圖的影響，直接測試所得結  果是否可信？
 減小串擾的方法
 工程直通車：內層走線，末端并聯(lián)端接情況下的近端噪聲。
 工程直通車：為什么內層遠端噪聲 幾乎不 影響時序？
 工程直通車：內層走線，源端串聯(lián)端接情況下的遠端噪聲
 那些地方應關注串擾
 蛇形走線
 保護地線
 工程直通車：注意隱藏的風險，未處理的鋪銅。
 知識要點
 經驗法則
 提高設計成功率的良好習慣
本章節(jié)主要內容：分析互容怎樣引入串擾，互感怎樣引入串擾�？偟拇當_噪聲有什么特點。表層走線和內層走線串擾有何不同？同層間串擾、不同層之間串擾有何不同？串擾對信號有哪些影響？串擾對時序有什么影響？怎樣估計串擾會吃掉多少時序？哪些措施可以減小串擾？工程設計中應重點關注哪些地方？蛇形線不同繞法有什么區(qū)別？怎樣繞蛇形線？保護地線該怎么用？PCB設計中的一些容易忽略的細節(jié)。

5、走線跨分割及工程解決方法
 跨分割的潛在問題
 跨分割的反射和串擾
 表層  vs 內層
 跨分割與腔體諧振
 跨分割回流與PDN
 工程直通車：怎樣設計層疊
 工程直通車：避免不必要的跨分割
 知識要點
 提高設計成功率的良好習慣
本章節(jié)主要內容：重點分析以下幾個實際問題：跨分割會產生哪些問題？跨分割最大的影響是什么？表層走線跨分割和內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？工程設計中不得不跨分割時該怎么辦？怎樣利用層疊結構來減小跨分割的影響？怎樣規(guī)劃走線層減小跨分割的影響？

6、差分互連---怎樣設計差分對
 差分傳輸原理
 差分對中的模態(tài)轉換
 差分對中的阻抗參數
 怎樣確定差分對的線寬線距
 差分對的反射、端接、串擾
 等長還是等距
 差分對的返回電流
 差分對設計原則
 工程直通車：消除人為的不對稱
 知識要點
 提高設計成功率的良好習慣
本章節(jié)主要內容：重點介紹差分對設計的工程處理方法，澄清廣泛流傳的不良設計和認識誤區(qū)。詳細闡述模態(tài)轉換這個被忽略但對設計至關重要的問題。介紹差分對中的阻抗參數，怎樣使用奇模阻抗、偶模阻抗。差分對線寬線距怎么定？差分對怎樣端接，不同端接方式有什么區(qū)別？不等長和不等距那個影響更大？怎樣確定需要多少mil等長？做等長時在哪個位置繞線？差分線Layout時要注意的一些細節(jié)問題。

7、電源完整性與工程設計
 電源分配系統(tǒng)（PDN）兩大功能
 理解去耦原理
 目標阻抗設計方法
 電容的特性、電容的并聯(lián)
 影響諧振峰的因素
 去耦電容網絡的工程設計方法
 去耦頻率范圍問題
 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
 知識要點
 提高設計成功率的良好習慣
本章節(jié)主要內容：介紹電源分配系統(tǒng)（PDN）兩大功能。分析目標阻抗設計方法。詳細介紹怎樣選擇去耦電容網絡的電容值，給出3中常用的去耦電容網絡配置方法，并比較幾種方法性能有什么不同。詳細分析磁珠濾波網絡的特征。怎樣選擇磁珠大��？怎樣選擇磁珠后面的電容容值？磁珠濾波網絡選型時應注意什么？磁珠濾波后的電源Layout時注意什么？直流壓降分析，怎樣解決直流壓降過大問題？
8、交流答疑

講師介紹

于爭博士  著名實戰(zhàn)型信號完整性設計專家
        多年大型企業(yè)工作經歷，目前專注于為企業(yè)提供信號完整性設計咨詢服務，現(xiàn)為北京中鼎暢訊科技有限公司總經理，首席咨詢師。擁有《信號完整性揭秘--于博士SI設計手記》 《Cadence SPB15.7 工程實例入門》等多本學術及工程技術專著。錄制的《Cadence SPB15.7 快速入門視頻教程（60集）》深受硬件工程師歡迎。
        近15年的高速電路設計經驗，專注于高速電路信號完整性系統(tǒng)化設計，多年來設計的電路板最高達到28層，信號速率超過12Gbps，單板內單電壓軌道電流最大達到70安培，電路板類型包括業(yè)務板卡、大型背板、測試夾具、工裝測試板等等，在多個大型項目中對技術方案和技術手段進行把關決策，在高速電路信號完整性設計方面積累了豐富的經驗。
        曾主講數十場信號完整性設計、信號完整性仿真等課程。曾為HP，Rothenberger，Micron，東芝，Amphenol，Silan，Siemens，聯(lián)想，中興，浪潮，方正，海信，中電38所，中電36所，京東方，中航613所，北京微視，上海國核自儀，航天2院25所，中科院微電子所，上海先鋒商泰，無錫云動，廈門飛華環(huán)保等多家企業(yè)及科研院所提供咨詢及培訓服務。公開課及內訓企業(yè)覆蓋了通信電子、醫(yī)療器械、工業(yè)控制、汽車電子、電力電子、雷達、導航、消費電子、核工業(yè)等多個行業(yè)

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