信號及電源完整性分析與設計

信號及電源完整性分析與設計(李玉山)課程介紹：

    隨著微電子技術和計算機技術的不斷發(fā)展，在涉及通信、國防、航空航天、工業(yè)自動化、儀器儀表等領域的電子系統(tǒng)設計工作中，信號完整性分析技術（SI）是現(xiàn)今國際領先的PCB設計方法和流程，其在高速電路設計中起著舉足輕重的作用。而目前，國內(nèi)企業(yè)在實現(xiàn)VLSI芯片、PCB 和系統(tǒng)設計功能的前提下，具有性能屬性的信號完整性設計問題已經(jīng)成為電子設計的一個瓶頸。
    為此，為了讓廣大從業(yè)人員掌握信號完整性的新知識、新觀點和定性、定量的分析技術；提高高速互連設計及信號完整性分析能力，幫助學員盡可能在電子設計的初期找到信號完整性問題的解決方案， 將分期組織舉辦“信號及電源完整性分析與設計”高級研修班。研修班將聘實戰(zhàn)經(jīng)驗豐富的資深專家講解信號完整性分析及應用設計技術和經(jīng)驗。

講課內(nèi)容：

《信號完整性分析》 作者：(美)伯格丁(Bogatin,E.)著，李玉山譯，本培訓以李玉山等翻譯的《信號完整性分析》內(nèi)容為背景，針對國內(nèi)高速電子設計中對性能分析和提高的需求，突出重點、難點。內(nèi)容涉及各種最新的高速電路設計與信號、電源完整性分析要點。大綱將內(nèi)容加以合并重組，以十三講為基礎安排再加一講內(nèi)容。

第一講  高速電路設計與信號完整性初階
介紹當今國內(nèi)外各種互連設計及分析技術、仿真軟件優(yōu)劣等概況；概述后面諸講的各種基本概念。同時，簡要介紹相關技術資料、國內(nèi)出版的原版譯著情況等。

第二、三、四講 信號/互連帶寬與時域阻抗
介紹信號完整性的主要對象——時域上升邊及頻域帶寬。介紹信號帶寬、互連本征帶寬、互連本征上升時間、互連模型帶寬、測量帶寬、互連阻抗、時域阻抗、方塊電阻等概念。

第五、六講 電容/電感效應與趨膚擠近
分析電感、SSN及地彈，討論如何設計電源、地平面、出砂孔？如何善用導磁物質？如何設計及安裝電容器的去耦量？簡述介電常數(shù)、導磁率等概念。分析自感、互感、凈電感、回路電感、方塊電感，趨膚/擠近與渦流效應。

第七講 互連線的模型、阻抗及過孔地彈
介紹互連線的傳輸線模型、阻抗及時延分析技術。以常見穿過電源/地平面的信號過孔為例，剖析過孔引起的地彈噪聲。介紹互連線仿真建模技術及空間延伸概念。介紹輸入阻抗、瞬時阻抗、特性阻抗的不同用途。

第八講 PCB單線網(wǎng)反射/時延退化與對策
介紹高速PCB的TDR阻抗測試技術，典型的TDR應用和測試。分析各種單線網(wǎng)的拓撲設計、各種單線網(wǎng)模型分析；互連阻抗臺階、感性、容性突變下的多種反射/時延退化現(xiàn)象。介紹菊花鏈、遠端簇、源端匹配及補償對策等。

第九講 損耗退化/ISI改善技術
分析趨膚/擠近效應下的導線損耗和介質損耗如何造成上升邊損耗退化？分析介質損耗與耗散因子的特點，損耗如何吃掉高頻分量？如何影響時序完整性？如何用眼圖分析符號間干擾ISI及抖動？
介紹常見眼圖所反映的信號完整性、時序完整性問題；抖動產(chǎn)生的原因；抖動的分類和分析方法，探討多種預加重及均衡改善技術。

第十講 PCB多線網(wǎng)間串擾與減小措施
基于互容、互感的傳輸線串擾分析技術，深入研究微帶線、帶狀線的近端、遠端串擾模型及飽和長度。介紹串擾如何形成時序錯位？為什么帶狀線沒有遠端串擾？如何設計防護線、屏蔽線？介紹如何設計微帶線和帶狀線以避免串擾？

第十一講 差分對設計與共模/EMI抑制
介紹流行的差分對設計口訣。重點介紹差分信號及阻抗/共模信號及阻抗、奇模阻抗/偶模阻抗、差分—共模、奇�！寄５姆纸饧氨稊�(shù)關系。介紹“奇小偶大”、“奇快偶慢”的原理。介紹基于差分對模型的串擾新解。介紹差分對設計、匹配設計技術及性能分析、研究共模抑制及EMI屏蔽問題，介紹雙絞線、電感扼流圈、磁芯磁環(huán)的性能特點。

第十二講 S-參數(shù)仿真/測量及應用
S-參數(shù)是刻畫互連新的完備標準。介紹S-參數(shù)仿真和測量。包括：S-參數(shù)矩陣、返回損耗S11、插入損耗S21與互連透明度、串擾及差分S-參數(shù)。重點討論單線網(wǎng)雙端口的窄帶下沖及差分對S-參數(shù)的測量/仿真與轉換技術。同時，將時域眼圖生成與頻域S-參數(shù)測量做一個一體化對接介紹。

第十三講 電源完整性分析與電源分配網(wǎng)絡設計
電源完整性(PI)只是電源網(wǎng)絡設計的目標之一。電源分配網(wǎng)絡(PDN)，包含從穩(wěn)壓模塊(VRM)到芯片焊盤；再到裸芯片內(nèi)分配電壓/電流的所有互連。推介有效的目標阻抗法(FDTI)，重點對去耦電容器的數(shù)量與容量選擇技術、寄生固有電感/安裝電感/擴散電感的降低技術進行充分的分析與設計。
數(shù)�；旌显O計重點是電源分配網(wǎng)絡PDN的設計；設計重心在于如何設計電源/地平面及抑制噪聲。此外，還可以對數(shù)/模的信號網(wǎng)絡進行有效的隔離和濾波。

第十四講  鏈路I/O接口與抖動分析
介紹信號完整性技術的新進展：一個是為何鏈路分析成為重點關注對象；一個是如何對抖動進行分析。

課后附件：1. 課后考核——SI培訓結業(yè)考查題
▲ 提供一份“SI培訓結業(yè)考查題及參考答案”，供對照。
2. 課后仿真——串擾仿真示例
▲ 提供文件指導如何用軟件Hyperlynx仿真信號完整性問題，給出串擾仿真示例。
3. 課后復習——PPT及外文資料
▲ 提供上述所有各講的PPT原稿及有關外文參考文獻，供課后復習。

師資介紹：
李玉山：教授  
國家級重點學科電路與系統(tǒng)學科帶頭人和博士生導師、某電路CAD研究所所長、中國通信學會高級會員。從事雷達、通信系統(tǒng)研制工作10多年。曾赴美國邁阿密大學電氣與計算機工程系合作研究兩年計算機視覺測量系統(tǒng)及VLSI設計；赴美國北卡州立大學電氣與計算機工程系作高訪學者研究人工視覺系統(tǒng)及ASIC設計。多年來完成科研項目30多項，獲省部級獎勵10項。出版教材和專著6部；主持制定中國電子行業(yè)標準3部。在IEEE匯刊等刊物發(fā)表論文100多篇，其中60篇被收入三大檢索 (其中不計重復的SCI檢索8篇、EI檢索41篇、ISTP檢索11篇)。目前的研究方向為：高速電路設計與信號完整性分析；電子CAD技術及軟件開發(fā)。

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