[優(yōu)秀畢業(yè)設計精品] 基于SpecctraQucst的仿真模型的建立及仿真分析.doc

本科畢業(yè)設計論文1【摘要】隨著微電子技術和計算機技術的不斷發(fā)展，信號完整性分析的應用已經成為解決高速系統(tǒng)設計的唯一有效途徑。借助功能強大的Cadence公司SpecctraQuest仿真軟件，利用IBIS模型，對高速信號線進行布局布線前信號完整性仿真分析是一種簡單可行行的分析方法，可以發(fā)現信號完整性問題，根據仿真結果在信號完整性相關問題上做出優(yōu)化的設計，從而縮短設計周期。本文概要地介紹了信號完整性(SI)的相關問題，基于信號完整性分析的PCB設計方法，傳輸線基本理論，詳盡的闡述了影響信號完整性的兩大重要因素反射和串擾的相關理論并提出了減小反射和串擾得有效辦法。討論了基于SpecctraQucst的仿真模型的建立并對仿真結果進行了分析。研究結果表明在高速電路設計中采用基于信號完整性的仿真設計是可行的,也是必要的?！娟P鍵字】高速PCB、信號完整性、傳輸線、反射、串擾、仿真本科畢業(yè)設計論文2AbstractWiththedevelopmentofmicro-electronicstechnologyandcomputertechnology，applicationofsignalintegrityanalysisistheonlywaytosolvehigh-speedsystemdesign.BydintofSpecctraQuestwhichisapowerfulsimulationsoftware,itsasimpleanddoableanalyticalmethodtomakeuseofIBISmodeltoanalyzesignalintegrityonhigh-speedsignallinesbeforecomponentplacementandrouting.Thismethodcanfindoutsignalintegrityproblemandmakeoptimizationdesignoninterrelatedproblemofsignalintegrity.Thenthedesignperiodisshortened.Inthispaper，interrelatedproblemofsignalintegrity,PCBdesignbasedonsignalintegrity,transmissionlinesbasalprincipleareintroducedsummarilyTheinterrelatedproblemofreflectionandcrosstalkwhicharethetwoimportantfactorsthatinfluencesignalintegrityisexpounded.Itgiveseffectivemethodstoreducereflectionandcrosstalk.TheestablishmentofemulationalmodelbasedonSpecctraQucstisdiscussedandtheresultofsimulationisanalysed.Theresearchfulfruitindicatesitsdoableandnecessarytoadoptemulationaldesignbasedonsignalintegrityinhigh-speedelectrocircuitdesign.KeyWordsHigh-speedPCB、Signalintegrity、Transmissionlines、reflect、crosstalk、simulation本科畢業(yè)設計論文3目錄第一章緒論5第二章CandenceAllegroPCB簡介.62.1高速PCB的設計方法.62.2SpecctraQuestInterconnectDesigner在高速信號印刷板設計中的應用.72.3PCB板的SI仿真分析8第三章信號完整性分析概論123.1信號完整性（SignalIntegrity）概念123.2信號完整性的引發(fā)因素.123.3信號完整性的解決方案.14第四章傳輸線原理.154.1傳輸線模型.154.2傳輸線的特性阻抗.16第五章反射的理論分析和仿真.195.1反射形成機理.195.2反射引起的振鈴效應.205.3端接電阻匹配方式.235.4多負載的端接.285.5反射的影響因素.29第六章串擾的理論分析和仿真346.1容性耦合電流.346.2感性耦合電流.356.3近端串擾.366.4遠端串擾.386.5串擾的影響因素.41第七章結束語46參考文獻47致謝47附錄：A/D、D/A采樣測試板原理圖和PCB板圖.61本科畢業(yè)設計論文4第一章緒論隨著信息寬帶化和高速化的發(fā)展，以前的低速PCB已完全不能滿足日益增長信息化發(fā)展的需要，人們對通信需求的不斷提高，要求信號的傳輸和處理的速度越來越快，相應的高速PCB的應用也越來越廣，設計也越來越復雜。高速電路有兩個方面的含義，一是頻率高，通常認為數字電路的頻率達到或是超過45MHZ至50MHZ，而且工作在這個頻率之上的電路已經占到了整個系統(tǒng)的三分之一，就稱為高速電路；二是從信號的上升與下降時間考慮，當信號的上升時小于6倍信號傳輸延時時即認為信號是高速信號，此時考慮的與信號的具體頻率無關高速PCB的出現將對硬件人員提出更高的要求，僅僅依靠自己的經驗去布線，會顧此失彼，造成研發(fā)周期過長，浪費財力物力，生產出來的產品不穩(wěn)定。高速電路設計在現代電路設計中所占的比例越來越大，設計難度也越來越高，它的解決不僅需要高速器件，更需要設計者的智慧和仔細的工作，必須認真研究分析具體情況，解決存在的高速電路問題一般說來主要包括三方面的設計：信號完整性設計、電磁兼容設計、電源完整性設計在電子系統(tǒng)與電路全面進入1GHz以上的高速高頻設計領域的今天，在實現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問題已經成為電子設計的一個瓶頸。從廣義上講，信號完整性指的是在高速產品中有互連線引起的所有問題，它主要研究互連線與數字信號的電壓電流波形相互作用時其電氣特性參數如何影響產品的性能。傳統(tǒng)的設計方法在制作的過程中沒有仿真軟件來考慮信號完整性問題，產品首次成功是很難的，降低了生產效率。只有在設計過程中融入信號完整性分析，才能做到產品在上市時間和性能方面占優(yōu)勢。對于高速PCB設計者來說，熟悉信號完整性問題機理理論知識、熟練掌握信號完整性分析方法、靈活設計信號完整性問題的解決方案是很重要的，因為只有這樣才能成為