信号完整性研发测试攻略2.0

信号完整性测试指导书

——Ver 2.0

编写：黄如俭（sam Huang）

钱媛（Tracy Qian）

宋明全（Ivan Song）

康钦山（Scott Kang）

目录

1. CLK Test (3)

1.1 Differential Signal Test (3)

1.2 Single Signal Test (5)

2. LPC Test (7)

2.1 EC Side Test (7)

2.2 Control Sidse Test (8)

3. USB Test (11)

3.1 High Speed Test (11)

3.2 Low Speed Test (12)

3.3 Full Speed Test (12)

3.4 Drop/Droop Test (12)

4. VGA Test (14)

4.1 R、G、B Signal Test (14)

4.2 RGB Channel to Channel Skew Test (14)

4.3 VSYNC and HSYNC Test (15)

4.4 DDC_DA TA and DDC_CKL Test (15)

5. LVDS Test (17)

5.1 Differential data signals swing Test (17)

5.2 Checking Skew at receiver Test (18)

5.3 Checking the offset voltage Test (19)

5.4 Differential Input Voltage Test (20)

5.5 Common Mode Voltage Test (20)

5.6 Slew Rate Test (21)

5.7 Data to Clock Timing Test (23)

6. FSB Test (26)

7. Serial Data（SA TA/ESA TA, PCIE, DMI,FDI）Test (29)

8. HD Audio Test (30)

8.1 Measurement at The Controller (30)

8.2Measurement at The Codec (31)

9. DDR2 Test (34)

9.1 Clock (34)

9.2 Write (35)

9.3 Read (37)

10.Ethernet Test (39)

11.SMbus Signal Test (40)

12. HDMI Test (42)

13. DisplayPort Test (43)

1. CLK Test

1.1 Differential Signal Test

测试设备：

示波器，两个差分探头，鼠标，键盘

测试软件：

3D MARK，负载

测试步骤：

（1）开启示波器预热30分钟，运行测试软件。连接差分探头，鼠标，和键盘。对示波器的probes和channals进行calibration和deskew。

（2）参照测试平台的芯片datasheet,使用Allegro SPB软件，在电路板上找出被测信号测试点,记录下过孔或芯片管脚的位置。找出待测信号接收端的参数标准。如图1.1

图1.1

（3）连接电路板的附属小板，显示屏，电源，将示波器和电路板共地。开启电路板，正常进入系统，运行3D Mark。

（4）参照被测信号测试标准，在示波器（Agilent ）的菜单选项中选择对应的测试项Frequency/Period/ Duty Cycle/High Time/ Low Time/cyc-cyc-jitter .

Spec中有约束条件的要进行条件设置。如图1.2

图1.2

（5）用一个差分探头连接差分信号测试点，调节示波器，抓取所需要的波形，并保存。

（6）清除之前的测试选项和波形。再次从菜单选项中选择测试项。

Rise time/Fall time/Overshoot/Undershoot/High level/Low level

（7）根据测试标准的要求，选择相应的探头。如果要求使用单端探头，将探头的“+”端接信号测试点，“-”端接地；如果要求使用差分探头，将探头连接差分信号的两个测试点，调节示波器，抓取所需要的波形，并保存。

（8）Vcross的测试：

a.用两个单端探头的“+”极分别连接clk信号的P/N极，“—”极连接差分信号测试点最近的地。在同一屏幕上显示两个通道的波形，调整参数使两个通道的OFFSET，单位幅值相同，抓取密集波形。调出marker,用两条横向的坐标分别卡出两条信号线交点（同一信号相同的边沿）的最大值和最小值。如图1.3

图1.3

b.使用无限累积功能，抓取一个交点的累积波形。调出Marker,用两条横向坐标轴分

别卡出交点的最大值和最小值。两条横项坐标轴的值就是V_cross的值。如图1.4

图1.4

（9）Vcross detal的测试：依照Vcross的测试方法，测出Vcross的最大值和最小值，两值的差（即两条Marker值差的绝对值）就是Vcross detal.

测试标准：

将测得的数据与测试标准对照，判断测试结果是否在标准之内。若在，则测试结果合格，定为PASS。若不在标准之内，则测试结果不合格，定为FAIL。

注意事项：

(1)测试时，要将示波器与电路板共地。

(2)测试Rise time/Fall time/Overshoot/Undershoot/ High level/Low level时，依据给定的标准选择使用差分探头或时单端探头。

(3)对于测试标准中有约束条件的测试项，要按照标准更改示波器的条件设置，测得的数据才可与标准值比对。比如，对高电平和低电平范围的规定。

(4)信号的测试标准参考接收芯片端 datasheet 的数据。

1.2 Single Signal Test

测试设备：

示波器，两个单端探头，鼠标，键盘

测试软件：

3D MARK，负载

测试步骤：

(1)-(3)同差分信号测试。

（4）参照信号在接收芯片端的测试标准，从示波器测试软件的菜单选项中选择测试项。Spec中有约束条件的要进行条件设置。

Frequency/Period/High Time/Low Time/Rise time/Fall time/Overshoot/Undershoot/ Duty Cycle/ Cycle to cycle Jitter/High level/Low level

（5）用单端探头探接测试点，调节示波器旋钮，抓取所需要的波形，并保存。

测试标准：

将测得的数据与测试标准对照，判断测试结果是否在标准之内。若在，则测试结果合格，定为PASS。若不在标准之内，则测试结果不合格，定为FAIL。

注意事项：

(1)对于测试标准中有约束条件的测试项，要按照标准更改示波器的条件设置，测得的数据才可与标准值比对。比如，对高电平和低电平范围的规定。

(2)信号的测试标准参考接收芯片端 datasheet 的数据。

2. LPC Test

2.1 EC Side Test

测试设备：

示波器，两个单端探头，鼠标，键盘

测试步骤：

（1）开启示波器预热30分钟，运行测试软件。连接单端探头，鼠标，和键盘。对示波器的probes和channals进行calibration和deskew。

（2）参照电路图,使用Allegro SPB软件，找出线路最长和最短的LPC数据信号LPC_AD,记录下待测信号的位置。找出待测信号在EC芯片端的参数标准。如图2.1。

图2.1 at receiver of EC

（3）连接电路板的LCD和电源，将示波器和电路板共地。开启电路板，正常进入系统.

（4）用两个单端探头分别连接LPC_CLK信号和LPC_AD信号在EC芯片端的测试点，调节示波器旋钮，待设置完成后，重新启动计算机以抓取波形。

（5）调出Marker其mark point按照SPEC来定义，测出所需参数值。如图2.2

图2.2 at receiver of EC

2.2 Control Sidse Test

测试设备：

示波器，两个单端探头，鼠标，键盘

测试步骤：

（1）开启示波器预热30分钟，运行测试软件。连接单端探头，鼠标，和键盘。对示波器的probes和channals进行calibration和deskew。

（2）参照芯片的datasheet,使用Allegro SPB软件，找出线路最长和最短的LPC数据

信号LPC_AD,记录下待测信号的位置。找出待测信号在Control端的参数标准。如图2.3。

图2.3 at receiver of ISCH

（3）连接电路的LCD和电源，将示波器和电路板共地。开启电路板，正常进入系统.

（4）用两个单端探头分别连接LPC_CLOUT信号测试点和LPC_AD信号测试点，调节示波器旋钮，待设置完成后，重新启动计算机以抓取波形。

（5）调出Marker其mark point按照SPEC来定义，测出所需参数值.如图2.4

图2.4 at receiver of ISCH

测试标准：

将测得的数据与测试标准对照，判断测试结果是否在标准之内。若在，则测试结果合格，定为PASS。若不在标准之内，则测试结果不合格，定为FAIL。

注意事项：

（1）对于测试标准中有约束条件的测试项，要按照标准更改示波器的条件设置，测得的数据才可与标准值比对。比如测量波形的数据时，Test point 要根据datasheet设定。

（2）信号的测试标准参考接收芯片端芯片 datasheet 的数据。

3. USB Test

3.1 High Speed Test

测试设备：

示波器（MSO90404A），1168A，E2678A，E2649（USB测试夹具），USB Cable（若干）。测试软件：

USB一致性测试软件，USBHSET software。

测试步骤：

（1）打开示波器，预热30分钟左右。

（2）运行一致性测试软件，进入软件Set Up设置页面，将Device Test Point设置为Host，Test Method设置为Matlab。

图3.1

（3）Select Tests设置，选择High Speed Test。

（4）Configure设置，选择测试通道，特征参数为High Speed Near End。

（5）按照Connect测试界面提示的连接方法，选择相应的测试夹具，进行连接。

（6）确认连接无误后，运行测试。

（7）查看测试报告，保存测试报告。

3.2 Low Speed Test

测试设备：

示波器（MSO90404A），2*N2873A，E2649（USB测试夹具），Low Speed Device，USB Cable（若干）。

测试软件：

USB一致性测试软件

测试步骤：

（1）运行一致性测试软件，进入软件Set Up设置页面，将Device Test Point设置为Host，Test Method设置为Matlab。

（2）Select Tests设置，选择Low Speed Test。

（3）Configure设置，选择测试通道，特征参数为Low Speed Far End。

（4）按照Connect测试界面提示的连接方法，选择相应的测试夹具，进行连接。

（5）确认连接无误后，运行测试。

（6）查看测试报告，保存测试报告。

3.3 Full Speed Test

测试设备：

示波器（MSO90404A），2*N2873A，E2649（USB测试夹具），Full Speed Device，USB Hub（2.0），4*USB Hub（1.1），USB Cable（若干）。

测试软件：

USB一致性测试软件

测试步骤：

（1）运行一致性测试软件，进入软件Set Up设置页面，将Device Test Point设为

Host，Test Method设置为Matlab。

（2）Select Tests设置，选择Full Speed Test。

（3）Configure设置，选择测试通道，特征参数为Full Speed Far End。

（4）按照Connect测试界面提示的连接方法，选择相应的测试夹具，进行连接。

（5）确认连接无误后，运行测试。

（6）查看测试报告，保存测试报告。

3.4 Drop/Droop Test

测试设备：

示波器（MSO90404A），2*N2873A，E2649（USB测试夹具），USB Cable（若干）。测试软件：

USB一致性测试软件

测试步骤：

（1）运行一致性测试软件，进行Set Up参数设置，将Device Test Point设置为Host，Test Method设置为Both。勾选“New DroopDrop Fixt ure”。

（2）Select Tests设置，选择Droop Drop test.

（3）Configure设置，Droop Drop Test Method设置为MANUAL.选择相应的测试通道。（4）按照Connect测试界面提示的连接方法，选择相应的测试夹具，进行连接。（5）确认连接无误后，运行测试。

（6）查看测试报告，保存测试报告。

4. VGA Test

测试设备：

示波器（DSA90804A），2*1169A,2*E2675A.，阻抗匹配后的VGA转接头

测试软件：

Display Test

4.1 R、G、B Signal Test

测试步骤：

(1)打开示波器预热30分钟左右。

(2)连接测试探头，对示波器进行校准和Deskew。

(3)参考VESA和相应的Datasheet，找到测试标准。测试需要针对系统支持的最

高分辨率和最低分辨率分别来进行测试。

(4)测试开始之前，将桌面设置为黑白相间条纹。将示波器探头连接到VGA转接

头R、G、B信号测试点。按照下图在示波器上选择测试项，有约束条件的要

进行设置。测试Noise时，将桌面设置为黑白相间的格状显示。

图4.1

(5)记录数据，保存波形。

4.2 RGB Channel to Channel Skew Test

测试步骤：

（1）测试前对示波器进行校准和Deskew。

（2）测试前，使用测试软件将桌面设置为黑白相间条纹。将示波器的两个探头连接VGA转接头R、G、B信号的任意两个。

（3）按下图参数测试。

（像素时钟周期与分辨率和刷新频率有关）

图4.2

（4）调节示波器，使用无限累积功能，在同一个窗口中抓取两个通道的波形。使用Marker测出两个通道对应交点的最大Skew值。

（5）记录数据，保存截取的波形。

4.3 VSYNC and HSYNC Test

测试步骤：

（1）测试前对示波器进行校准和Deskew。

（2）测试前，使用测试软件将待测机的桌面设置为黑白相间条纹。将探头连接VGA 转接头的VSYNC和HSYNC信号。

（3）调节示波器，按下图参数进行测试。（像素时钟周期与分辨率和刷新频率有关）

图4.3

4.4 DDC_DATA and DDC_CKL Test

测试步骤：

（1）测试前，使用测试软件将待测机的桌面设置为黑白相间条纹。将探头连接VGA 转接头的DDC_DATA信号和DDC_CLK信号。

（2）调节示波器，按图4.4参数进行测试。

图4.4

5. LVDS Test

5.1 Differential data signals swing Test

测试设备：

示波器，一个差分探头，鼠标，键盘,

测试步骤：：

（1）开启示波器预热30分钟，运行示波器测试软件。在示波器上连接差分探头，鼠标，和键盘。测试前对示波器的所用通道进行校准。

（2）通过使用Allegro SPB软件，在电路板或LCD屏上找出LVDS数据信号（LA_DATA[3:0]）的测试点。

（3）接上显示屏，电路板与示波器共地。开启电路板，设置1010图案为桌面,将任务栏和桌面图标显示关掉。

（4）用一个差分探头分别连接测试点，调节幅值基准和时间基准，使窗口中显示的波形美观大方。使用余晖功能使波形无限累积，波形稳定后抓取波形。

（5）插入标签，使用字符对波形进行标注。

（6）插入marker,将两条横向标尺值设为+/-100mv。得到如图5.1所示波形图，将其保存。

图5.1 Checking the Offset Voltage

判断标准：

根据行业标准，若在接收端测试，Vdiff>100mv&Vdiff<-100mv时为pass。比较累积后的

波行边沿与marker的范围。高电平累积后边沿大于100mv，低电平累积后边沿低于-100mv，则结果为PASS.否则为FAIL。

5.2 Checking Skew at receiver Test

测试设备：

示波器，两个差分探头，鼠标，键盘。

测试步骤：

（1）对示波器的probes和channals进行calibration和deskew。将两组探头的探头尖点Aux Out通道，设置相同的幅度与时间基准，形同的Offset,显示图形，

通过修改两个通道的SKEW来进行两个通道间的校准。

（2）使用两个差分探头分别连接测两组差分信号测试点，屏幕出项两组波形。

（3）调节时间，幅值和触发按钮，使两组波形分别位于屏幕上下方，波形稳定后，使用无限累积的方式，形成稳定的累积轨迹之后，抓取波形。

（4）插入lable,用字符对相应的信号波形进行标注。

（5）插入marker，测出SKEW。横向标尺分别置于两个波形幅值的50%处，纵向标尺分别置于两个波形的上升沿与横向标尺的交点，纵坐标的差值△为两个信号之

间的SKEW。保存图形，如图5.2。

图5.2 Channel to channel skew

判断标准：

从测试标准中找出Channel to channel skew的标准值(行业标准为200ps)，与测试结果进行比对，若测试结果在标准范围之内，测试结果为PASS，反正为FAIL。

5.3 Checking the offset voltage Test

测试设备：

示波器，两个单端探头。鼠标，键盘。

测试步骤：

（1）使用Allegro SPB软件，在电路板或LCD屏上找出LVDS差分数据信号（LA_DATA[3：0]）测试点和附件的地。

（2）用两个单端探头的“+”极分别连接信号线P/N两端的测试点，探头的“-”端接电路板的地。

（3）调节电压，时间和触发，使两束被测信号波形纵向位置相同。波形稳定后抓取波形。

（4）插入lable,用字符对相应的信号波形进行标注。

（5）插入marker，实线和虚线各跟踪一个通道。用实线和虚线分别卡出对应通道的最大值（或最小值）。号的最大幅值Va(hi),Vb(hi)/最小幅值Va(lo),Vb(lo)，测得

电压偏差，即图中的△V。保存图形，如图5.3

图5.3 Offset of Low Voltage

判断标准：

根据所测项目的测试标准，找出LVDS的offset voltage的标准值，一般为50mV。测得的△V应小于或等于50mV。

|Va(hi) – Vb(hi)| ≤ 50 mv &

|Va(lo) – Vb(lo)| ≤ 50mv

如果测试结果符合以上标准，则测试结果为PASS，否则为FAIL。将测试数据和判定结

果总结整理成报告。

5.4 Differential Input Voltage Test

测试设备：

示波器，两个单端探头。鼠标，键盘。

测试步骤：

（1）用两个单端探头的“+”极分别连接数据信号（LA_DATA[3：0]）P/N两端的测试点，探头的“-”端都接电路板的地。

（2）调节电压，时间和触发，使两束被测信号波形纵向位置相同。波形稳定后抓取波形。

（3）插入lable,用字符对相应的信号波形进行标注。

（4）插入marker，虚线和实线各对应一个通道。用横向标尺卡出对应通道的电平（差分信号的P信号用卡尺卡出Vtop， N信号用标尺卡出Vbase），△V则是Vid.

保存图形，如图5.4。

图5.4 Vid

判断标准：

测试标准为100mv-600mv,得出的Vid值若在标准范围之内，则结果为pass，若不在范围内，则为fail.

5.5 Common Mode Voltage Test

测试设备：

信号完整性研发测试攻略2.0

信号完整性测试指导书 ——Ver 2.0 编写：黄如俭（sam Huang） 钱媛（Tracy Qian） 宋明全（Ivan Song） 康钦山（Scott Kang）

目录 1. CLK Test (3) 1.1 Differential Signal Test (3) 1.2 Single Signal Test (5) 2. LPC Test (7) 2.1 EC Side Test (7) 2.2 Control Sidse Test (8) 3. USB Test (11) 3.1 High Speed Test (11) 3.2 Low Speed Test (12) 3.3 Full Speed Test (12) 3.4 Drop/Droop Test (12) 4. VGA Test (14) 4.1 R、G、B Signal Test (14) 4.2 RGB Channel to Channel Skew Test (14) 4.3 VSYNC and HSYNC Test (15) 4.4 DDC_DA TA and DDC_CKL Test (15) 5. LVDS Test (17) 5.1 Differential data signals swing Test (17) 5.2 Checking Skew at receiver Test (18) 5.3 Checking the offset voltage Test (19) 5.4 Differential Input Voltage Test (20) 5.5 Common Mode Voltage Test (20) 5.6 Slew Rate Test (21) 5.7 Data to Clock Timing Test (23) 6. FSB Test (26) 7. Serial Data（SA TA/ESA TA, PCIE, DMI,FDI）Test (29) 8. HD Audio Test (30) 8.1 Measurement at The Controller (30) 8.2Measurement at The Codec (31) 9. DDR2 Test (34) 9.1 Clock (34) 9.2 Write (35) 9.3 Read (37) 10.Ethernet Test (39) 11.SMbus Signal Test (40) 12. HDMI Test (42) 13. DisplayPort Test (43)

高速数字信号的信号完整性分析

科研训练 设计题目：高速数字信号的信号完整性分析专业班级：科技0701 姓名：张忠凯 班内序号：18 指导教师：梁猛 地点：三号实验楼236 时间：2010.9.14~2010.11. 16 电子科学与技术教研室

摘要： 在高速数字系统设计中，信号完整性（SI）问题非常重要的问题，如高时钟频率和快速边沿设计。本文提出了影响信号完整性的因素,并提出了解决电路板中信号完整性问题的方法。 关键词：高速数字电路；信号完整性；信号反射；串扰 引言： 随着电子行业的发展，高速设计在整个电子设计领域所占的比例越来越大，100 MHz 以上的系统已随处可见，采用CS(线焊芯片级BGA)、FG(线焊脚距密集化BGA)、FF(倒装芯片小间距BGA)、BF(倒装芯片BGA)、BG(标准BGA)等各种BGA封装的器件大量涌现，这些体积小、引脚数已达数百甚至上千的封装形式已越来越多地应用到各类高速、超高速电子系统中。 从IC芯片的封装来看，芯片体积越来越小、引脚数越来越多；这就带来了一个问题，即电子设计的体积减小导致电路的布局布线密度变大，同时信号的上升沿触发速度还在提高，从而使得如何处理高速信号问题成为限制设计水平的关键因素。随着电子系统中逻辑复杂度和时钟频率的迅速提高，信号边沿不断变陡，印刷电路板的线迹互连和板层特性对系统电气性能的影响也越发重要。对于低频设计，线迹互连和板层的影响可以不考虑，但当频率超过50 MHz时，互连关系必须考虑，而在评定系统性能时还必须考虑印刷电路板板材的电参数。因此，高速系统的设计必须面对互连延迟引起的时序问题以及串扰、传输线效应等信号完整性问题。 1．信号完整性的概念： 信号完整性是指信号未受到损伤的一种状态，良好的信号完整性是指在需要时信号仍然能以正确的时序和电压电平值做出响应。差的信号完整性不是由某一单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同引起的。 2．信号完整性问题的分析： 高速不是就频率的高低来说的，而是由信号的边沿速度决定的，一般认为上升时间小于4倍信号传输延迟时可视为高速信号。信号完整性问题的起因是由于不断缩小的上升和下降时间。假如信号的上升沿和下降沿变化比较缓慢，则电路结构和元器件所造成的影响不大，可以忽略。 当信号的上升沿和下降沿变化加快时，整个电路则会转化为传输线问题，即电路的延迟、反射等问题；当电路中有大的电流涌动时会引起地弹,如大量芯片的输出同时开启时,将有一个较大的瞬态电流在芯片与板的电源平面流过,芯片封装与电源平面的电感和电阻会引发电源噪声,这样会在真正的地平面( 0 V)上产生电压的波动和变化,犹如从地面弹回电路的信号一样；通常表现为在一根信号线上有信号通过时,在上与之

信号完整性分析基础系列之一——眼图测量

信号完整性分析基础系列之一 ——关于眼图测量（上） 汪进进美国力科公司深圳代表处 内容提要：本文将从作者习惯的无厘头漫话风格起篇，从四个方面介绍了眼图测量的相关知识：一、串行数据的背景知识; 二、眼图的基本概念; 三、眼图测量方法; 四、力科示波器在眼图测量方面的特点和优势。全分为上、下两篇。上篇包括一、二部分。下篇包括三、四部分。 您知道吗？眼图的历史可以追溯到大约47年前。在力科于2002年发明基 于连续比特位的方法来测量眼图之前，1962年-2002的40年间，眼图的测量是基 于采样示波器的传统方法。 您相信吗？在长期的培训和技术支持工作中，我们发现很少有工程师能完整地准确地理解眼图的测量原理。很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导，Step by Step，满足于用“万能”的Sigtest软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail结论。这种对于Sigtest的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图是 可以作为一项重要的调试工具的。 在我2004年来力科面试前，我也从来没有听说过眼图。那天面试时，老板反复强调力科在眼图测量方面的优势，但我不知所云。之后我Google“眼图”， 看到网络上有限的几篇文章，但仍不知所云。刚刚我再次Google“眼图”，仍然 没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。 网络上搜到的关于眼图的文字，出现频率最多的如下，表达得似乎非常地专业，但却在拒绝我们的阅读兴趣。 “在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰 对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元 定时同步时，适当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图（Eye Map）。 二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两 只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。 在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码

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信号完整性测试规范和工作流程(Ver0.9x) 历史记录： 1．2003-4-22：初稿、起草。 2．2003-5-23： 一．主要目的： 信号完整性测试的思想是信号源输出，经过传输线到达信号末端（负载），信号本身的相对变化情况。主要目的是验证PCB设计是否保证了信号在传输过程中能否保证其完整性，以信号的相对测试为主旨，信号本身8的绝对测试为辅。信号比较的内容主要是信号的本征特性参数。同时也部分验证电路原理设计的合理性。也检验产品的性能符合国家有关标准的要求，比如3C、EMC、ESD等。从定性参数的角度保证PCB设计达到了电路设计的要求，同时也保证产品的可靠性、一致性。 信号完整性测试一般是在线测试，因此很多测试参数在不同的工作模式下会有较大的差别。一般情况下需要测试静态工作模式，但一些参数需要测试满负荷工作模式。另外测试点的选择，特别是接地点的位置会对测试结果有很大的影响。 二．基本要求： 要求测试准确、可靠、完善。并要求有完整的测试报告。这里的要求是一般通用性的要求，针对具体的产品、产品的不同阶段，可以提出不同的参数要求和具体的测试内容。由于测试是在PCB板上（或称“在线”）的测试，因此一些测试条件和测试参数的定义条件可能会出现不一致的情况，因此规定：测试的基本状态在没有任何说明的情况下，认为是静态工作模式或额定正常工作模式。如果在测试方法中有规定或说明的，以测试说明的条件为准。在类型和参数中列出了比较详细全面的参数，但在测试中可能没有要求，因此，具体产品如果需要测试请加以特别说明。一般规定：主要参数是必须测试的项目参数。 + 三．类型和参数： 3.1电源部分： 3.1.1电源类型分为LDO电源、DC/DC电源。 3.1.2主要参数有：幅度、纹波、噪声。 3.1.3状态分为：额定负载、空载、轻载、重载、超载。 3.1.4保护能力：输出电流保护、输出电压保护、输入电压保护、热保护。 3.1.5其它参数：输入电压适应性、静态电流、关机电流（漏电流）。 3.2时钟信号： 3.2.1时钟源分类：晶体时钟（正弦波时钟）、晶振时钟（方波时钟、钟振时钟）。 3.2.2时钟类型：系统时钟（源时钟）、（数据）同步时钟。 3.2.3主要参数：频率、占空比、过冲、上升沿、下降沿。 3.2.4其它参数：相位抖动、频率漂移、波形畸变。 3.3总线类信号： 3.3.1分类：数据类总线、地址类总线、混合类总线。 3.3.2主要参数：幅度、过冲。 3.3.3其它参数：抖动、上升沿、下降沿。 3.4端口信号： 3.4.1分类：数据信号、基带（调制）信号、二次调制信号、 3.4.2主要参数：幅度、过冲、上升沿、下降沿。 3.4.3其它参数：抖动、频谱、功率（谱）密度。 3.4.4使用到的几种埠：串口、网口、USB口、IF、RF。 3.5其它信号、器件、电路： 3.5.1主要的几个：复位信号、JTAG、无线、功耗、温度、音频振荡器。 3.5.2参数：

信号完整性分析基础系列之一__关于眼图测量(全)

信号完整性分析基础系列之一_——关于眼图测量(全) 您知道吗？眼图的历史可以追溯到大约47年前。在力科于2002年发明基于连续比特位的方法来测量眼图之前，1962年-2002的40年间，眼图的测量是基于采样示波器的传统方法。 您相信吗？在长期的培训和技术支持工作中，我们发现很少有工程师能完整地准确地理解眼图的测量原理。很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导，Step by Step，满足于用“万能”的Sigtest软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail结论。这种对于Sigtest 的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图是可以作为一项重要的调试工具的。 在我2004年来力科面试前，我也从来没有听说过眼图。那天面试时，老板反复强调力科在眼图测量方面的优势，但我不知所云。之后我Google“眼图”，看到网络上有限的几篇文章，但仍不知所云。刚刚我再次Google“眼图”，仍然没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。 网络上搜到的关于眼图的文字，出现频率最多的如下，表达得似乎非常地专业，但却在拒绝我们的阅读兴趣。 “在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，适当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图（Eye Map）。 二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。 在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。通常眼图可以用下图所示的图形来描述，由此图可以看出：（1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。 （2）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜率越大，系统对定时抖动越敏感。

信号完整性分析与测试

信号完整性分析与测试 信号完整性问题涉及的知识面比较广，我通过这个短期的学习，对信号完整性有了一个初步的认识，本文只是简单介绍和总结了几种常见现象，并对一些常用的测试手段做了相应总结。本文还有很多不足，欢迎各位帮助补充，谢谢！ 梁全贵 2011年9月16日

目录 第1章什么是信号完整性------------------------------------------------------------------------------ 3第2章轨道塌陷 ----------------------------------------------------------------------------------------- 5第3章信号上升时间与带宽 --------------------------------------------------------------------------- 6第4章地弹----------------------------------------------------------------------------------------------- 8第5章阻抗与特性阻抗--------------------------------------------------------------------------------- 9 5.1 阻抗 ------------------------------------------------------------------------------------------ 9 5.2 特性阻抗------------------------------------------------------------------------------------- 9第6章反射----------------------------------------------------------------------------------------------11 6.1 反射的定义 ---------------------------------------------------------------------------------11 6.2 反射的测试方法--------------------------------------------------------------------------- 12 6.3 TDR曲线映射着传输线的各点 --------------------------------------------------------- 12 6.4 TDR探头选择 ----------------------------------------------------------------------------- 13 第7章振铃--------------------------------------------------------------------------------------------- 14 第8章串扰--------------------------------------------------------------------------------------------- 16 8.1 串扰的定义 -------------------------------------------------------------------------------- 16 8.2 观测串扰 ----------------------------------------------------------------------------------- 16 第9章信号质量 --------------------------------------------------------------------------------------- 18 9.1 常见的信号质量问题 --------------------------------------------------------------------- 18 第10章信号完整性测试 ----------------------------------------------------------------------------- 21 10.1 波形测试---------------------------------------------------------------------------------- 21 10.2 眼图测试---------------------------------------------------------------------------------- 21 10.3 抖动测试---------------------------------------------------------------------------------- 23 10.3.1 抖动的定义 ------------------------------------------------------------------------ 23 10.3.2 抖动的成因 ------------------------------------------------------------------------ 23 10.3.3 抖动测试 --------------------------------------------------------------------------- 23 10.3.4 典型的抖动测试工具： ---------------------------------------------------------- 24 10.4 TDR测试 --------------------------------------------------------------------------------- 24 10.5 频谱测试---------------------------------------------------------------------------------- 25 10.6 频域阻抗测试 ---------------------------------------------------------------------------- 25 10.7 误码测试---------------------------------------------------------------------------------- 25 10.8 示波器选择与使用要求： -------------------------------------------------------------- 26 10.9 探头选择与使用要求-------------------------------------------------------------------- 26 10.10 测试点的选择--------------------------------------------------------------------------- 27 10.11 数据、地址信号质量测试 ------------------------------------------------------------- 27 10.11.1 简述 ------------------------------------------------------------------------------- 27 10.11.2 测试方法-------------------------------------------------------------------------- 27

Altium Designer中进行信号完整性分析报告

在高速数字系统中，由于脉冲上升/下降时间通常在10到几百p秒，当受到诸如连、传输时延和电源噪声等因素的影响，从而造成脉冲信号失真的现象； 在自然界中，存在着各种各样频率的微波和电磁干扰源，可能由于很小的差异导致高速系统设计的失败；在电子产品向高密和高速电路设计方向发展的今天，解决一系列信号完整性的问题，成为当前每一个电子设计者所必须面对的问题。业界通常会采用在PCB制板前期，通过信号完整性分析工具尽可能将设计风险降到最低，从而也大大促进了EDA设计工具的发展…… 信号完整性（Signal Integrity，简称SI）问题是指高速数字电路中，脉冲形状畸变而引发的信号失真问题，通常由传输线阻抗不匹配产生的问题。而影响阻抗匹配的因素包括信号源的架构、输出阻抗(output impedance)、走线的特性阻抗、负载端的特性、走线的拓朴(topology)架构等。 解决的方式可以采用端接(termination)与调整走线拓朴的策略。 信号完整性问题通常不是由某个单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同作用的结果。 信号完整性问题主要表现形式包括信号反射、信号振铃、地弹、串扰等； 1，Altium Designer信号完整性分析（机理、模型、功能） 在Altium Designer设计环境下，您既可以在原理图又可以在PCB编辑器实现信号完整性分析，并且能以波形的方式在图形界面下给出反射和串扰的分析结果。 Altium Designer的信号完整性分析采用IC器件的IBIS模型，通过对版图信号线路的阻抗计算，得到信号响应和失真等仿真数据来检查设计信号的可靠性。Altium Designer的信号完整性分析工具可以支持包括差分对信号在的高速电路信号完整性分析功能。 Altium Designer仿真参数通过一个简单直观的对话框进行配置，通过使用集成的波形观察仪，实现图形显示仿真结果，而且波形观察仪可以同时显示多个仿真数据图像。并且可以直接在标绘的波形上进行测量，输出结果数据还可供进一步分析之用。 Altium Designer提供的集成器件库包含了大量的的器件IBIS模型，用户可以对器件添加器件的IBIS模型，也可以从外部导入与器件相关联的IBIS模型，选择从器件厂商那里得到的IBIS 模型。 Altium Designer的SI功能包含了布线前（即原理图设计阶段）及布线后（PCB版图设计阶段）两部分SI分析功能；采用成熟的传输线计算方法，以及I/O缓冲宏模型进行仿真。基于快速反射和串扰模型，信号完整性分析器使用完全可靠的算法，从而能够产生出准确的仿真结果。布线前的阻抗特征计算和信号反射的信号完整性分析，用户可以在原理图环境下运行SI仿真功能，对电路潜在的信号完整性问题进行分析，如阻抗不匹配等因素。 更全面的信号完整性分析是在布线后PCB版图上完成的，它不仅能对传输线阻抗、信号反射和信号间串扰等多种设计中存在的信号完整性问题以图形的方式进行分析，而且还能利用规则检查发现信号完整性问题，同时，Altium Designer还提供一些有效的终端选项，来帮助您选择最好的解决方案。 2，分析设置需求 在PCB编辑环境下进行信号完整性分析。 ?为了得到精确的结果，在运行信号完整性分析之前需要完成以下步骤： ?1、电路中需要至少一块集成电路，因为集成电路的管脚可以作为激励源输出到被分析的网络上。 像电阻、电容、电感等被动元件，如果没有源的驱动，是无法给出仿真结果的。 ?2、针对每个元件的信号完整性模型必须正确。 ?3、在规则中必须设定电源网络和地网络，具体操作见本文。 ?4、设定激励源。

信号完整性分析：关于眼图测量

关于眼图测量 作者：汪进进美国力科公司深圳代表处 信号完整性分析基础系列之一——关于眼图测量(上) 眼图的历史可以追溯到大约47年前。在力科于2002年发明基于连续比特位的方法来测量眼图之前，1962年-2002的40年间，眼图的测量是基于采样示波器的传统方法。 您相信吗？在长期的培训和技术支持工作中，我们发现很少有工程师能完整地准确地理解眼图的测量原理。很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导，Step by Step，满足于用"万能"的Sigtest软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail 结论。这种对于Sigtest的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图是可以作为一项重要的调试工具的。 在我2004年来力科面试前，我也从来没有听说过眼图。那天面试时，老板反复强调力科在眼图测量方面的优势，但我不知所云。之后我Google"眼图"，看到网络上有限的几篇文章，但仍不知所云。刚刚我再次Google"眼图"，仍然没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。 网络上搜到的关于眼图的文字，出现频率最多的如下，表达得似乎非常地专业，但却在拒绝我们的阅读兴趣。 "在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，适当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图（Eye Map）。 二进制信号传输时的眼图只有一只"眼睛"，当传输三元码时，会显示两只"眼睛"。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。 在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的"眼睛"，"眼"开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起"眼"部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，"眼"开启得小了，因此，"眼"张开的大小表示了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，

如何建立信号完整性实验室

高速数字和信号完整性测试建议书 暨如何建立信号完整性实验室 一建立信号完整性实验室的必要性 众所周知，当今世界数字技术飞速发展，无论是一位从事通信系统，计算机系统，雷达和卫星通信系统，或是高速半导体集成电路设计，高速光电收发模块，高速信号处理，高速互连器件（诸如高速接插件，高速数字传输电缆）等领域的研发及测试工程师都会面临着一个共同的挑战——Signal Integrity（SI）——信号完整性。 多年前我们所提到的数字产品，其时钟或数据频率大多在几十兆之内，信号的上升时间大多在几个纳秒，甚至几十纳秒以上。那时的数字化产品设计工程师进行的就是“数字设计”――只要掌握布尔代数等数字方面的诸多知识，保证逻辑正确，就能设计出其所期望的性能的产品。而现在的数字技术已经发展到几千兆，甚至几十千兆的传输速率，信号的上升时间大多在一纳秒以内，诸如串扰，阻抗匹配，EMI（电磁兼容），抖动等射频微波领域才会遇到的问题，如今变成了高速数字设计必须解决的关键性问题。这就要求我们的工程师不但要具备数字方面的设计知识，同时也要具备射频微波方面的设计知识；不但要掌握时域及逻辑域的测量分析技术，还要掌握频域的测量分析技术。 信号完整性到底是什么？ 信号完整性这个概念，是针对高速数字信号提出来的，信号的实际波形会与理想波形存在着差别，SI 解决的就是信号传输过程中的信号质量问题。到底什么样的信号会涉及SI 问题，要从信号的速率以及信号的上升时间两个角度来考虑。拿PCB来说，当一段PCB 上的连线所造成的信号传输延时远远小于信号的上升时间时，可按简单的电路理论去设计；当一段PCB 上的连线所造成的信号传输延时与信号的上升时间类似时（有说是几倍于上升时间），则必须按传输线的理论去设计，此时的这段连线即是传输线。举个具体实例，如图1 所示： 图1 高速信号的传输 假设由驱动器发出的信号是高质量的时钟信号，如图 2 中理想方波波形所示。但是，在接收机端看到的却是质量变差的信号，如图2中变形的波形所示。什么原因造成的？假设接收电路也是好的，那么问题就出在信号的传输路径上。

信号完整性分析实验报告_西电李玉山,路建民老师

实验一反弹图像的仿真 一、实验原理 1.信号振铃 如果信号传输过程中感受到阻抗的变化，就会发生信号的反射。这个信号可能是驱动端发出的信号，也可能是远端反射回来的反射信号。根据反射系数的公式，当信号感受到阻抗变小，就会发生负反射，反射的负电压会使信号产生下冲。信号在驱动端和远端负载之间多次反射，其结果就是信号振铃。大多数驱动源的输出阻抗都很低，如果输出阻抗小于PCB走线的特性阻抗，那么在没有源端端接的情况下，必然产生信号振铃。 信号振铃的过程可以用反弹图来直观的解释。假设驱动端的输出阻抗是10欧姆，PCB走线的传输延时为1ns，且特性阻抗为50欧姆（可以通过改变PCB走线宽度，PCB走线和内层参考平面间介质厚度来调整），为了分析方便，假设远端开路，即远端阻抗无穷大。驱动端传输1V电压信号。反弹图见图一所示。 图一利用反弹图分析分析多次反射和远端接收器的时变电压 第1次反射：信号从驱动源内部发出，经过10欧姆输出阻抗和50欧姆PCB特性阻抗的分压，实际加到PCB走线上的信号电压为1*50/(10+50)=0.84V。传输到线末端，由于线末端开路，阻抗无穷大，反射系数为1，即信号全部反射，反射信号也是0.84V。此时线末端测量电压是0.84+0.84=1.68V。 第2次反射：0.84V反射电压回到源端，阻抗由50欧姆变为10欧姆，反射系数为-0.67，发生负反射，源端反射电压为084×（-0.67）=-0.56V，该电压到达线末端，再次发生反射，反射电压-0.56V。此时线末端测量电压为2×0.84+2×（-0.56）

=0.56V。 第3次反射：从线末端反射回的-0.56V电压到达源端，再次发生负反射，反射电压为0.38V。该电压到达线末端再次发生正反射，反射电压0.38V。此时线末端测量电压为0.56+0.38+0.38=1.32V。 同样会发生第四次反射，第五次反射……如此循环，反射电压在源端和远端之间来回反弹，而引起线末端电压不稳定。观察线末端电压：1.68V，0.56V，1.32V……，可见线末端电压会有上下波动，这就是信号振铃，如图二所示。 图二传输线远端的电压波形 2.信号振铃的消除 振铃是由源端和远端的阻抗突变，两端之间不断往复的多次反射引起的，所以如果能至少在一段消除反射，就可以减小振铃噪声。控制传输线一端或两端的阻抗从而减小反射的方法称为传输线的端接。典型的方法是在重要位置上放置一个或多个电阻，例如端接匹配负载电阻的方法，可以有效去除信号振铃，能使信号的结果波形非常平滑从而避免的信号完整性问题的出现。 二、实验目的 本实验的目的是针对课本8.5节和8.10节讲述的信号振铃现象如何产生以及如何防止振铃现象作实验验证，同时加深对信号振铃现象如何产生以及预防的理解，以期对信号振铃有一个更加直观深刻的认识。同时更进一步的熟悉仿真环境的使用。 三、实验设置 点击File > New LineSim Schematic>Cell-Based 1. 信号发送端和接收端选择 在输入输出上点击右键，再点击Select IC Model：

信号完整性基础系列之十二——扩频时钟(SSC)及其测量方法

信号完整性基础系列之十二——扩频时钟（SSC）及其测量方法 汪进进美国力科公司深圳代表处 扩频时钟(SSC)就是频率按一定规律变化的时钟。SSC是英文Spread Sp ectrum Clocking 的简称，在PC和通信行业都有广泛应用。根据傅立叶变换原理，固定频率的时钟，其频谱能量集中在基波频率上，不易通过FCC，CISPR，VDE等认证，而频率变化的时钟，其频谱能量被分散在一定频谱范围上，峰值能量能减小2-18dB，如图一所示。扩频方法在通信行业被用做一种信号编码的方法，这种方法原理上具有减小EMI的优势，所谓CDMA（Code Division Mu ltiple Access）手机辐射小就是这个道理，因此电信运营商将CDMA称为“绿色通信”。扩频之后频谱的总能量没有减少，但由于FCC等规定的是电子设备发射的最大EMI不能超标，如图二所示，所以说SSC是降低EMI的有效方法。虽然EMI的减少可通过PCB布线，滤波，屏蔽等多种手段，但现在新的FFC要求PC主板能“开箱”通过EMI测试，通过外壳屏蔽的方法已不能满足这种要求，SSC成了降低EMI的必要手段。现在的主板芯片供应商都会支持芯片的扩频时钟功能。PCI-E,SATA,SAS,等几乎所有的高速芯片都支持SSC。当前热门的U SB3.0一致性测试中更是特别强调了SSC的测量。 图一SSC带来的频谱变化 图二FCC的规定 EMI的减少量和频率变化的调制程度有关。频率变化范围越大，EMI降低越大。但频率变化范围太大又会使PC系统时序设计带来困难。在Intel的Pen tium? 4处理器中，建议这种频率变化要小于时钟频率的0.8%。对于 100MHz 的时钟，如果按±0.8%来调制，频率的摆动范围就是99.2MHz-100.8MHz。但是如果要设计一个100MHz作为参考时钟的系统，调制后时钟频率工作到100.8M Hz时，处理器可能会工作到超出额定频率，带来不可预知的问题，所以在实际系统中，一般都采用负向调制以保证总线时序上的最小周期要求。如图二所示，SSC的频率在和之间调制。 图三 SSC调制方式 SSC的调制频率通常都选择大于30KHz（大于音频带宽）,即图三中的fm 大于30KHz。SSC的调制方式也有很多种，目前主要有三种。如图三所示。最简单的三角波形调制方式并不是能量分散的最好方式。有些公司声称其开发的专利方式能比竞争对手的减小EMI多2-3dB。图三中按最优化的调制方法的EMI 效果最好。这种最优化的方式正是按图三的方式调制的，波形比较复杂，频率变化过程精确控制。 图四不同的调制方式得到不同频谱效果 芯片的SSC功能是可以通过软件控制使能的。示波器的FFT分析也能够很容易看出当前工作状态有无SSC。图五为对SATA信号的FFT分析结果，能明显看到SSC能有效分散EMI的峰值能量。

CLOCK信号完整性测试指导书

功能: 信号完整性 阶段:验证 文档版本: A 发布日期: 2009/06/24

目录 1. 目的 (4) 2. 适用范围 (4) 3. 测量设备 (4) 4. 参考文件 (4) 5. 注意事项 (4) 6．测试项目 (5) 7. 操作步骤 (6)

※※修订履历※※

1. 目的 依照规格手册，介绍和规范在测量CLOCK信号时的操作。 2. 适用范围 用于VTRON拼墙和IDB产品在做信号完整性量测时的应用。 3. 测量设备 Tektronix TDS 3034 Qty=1 Tektronix P6139A Probe Qty=2 4. 参考文件 4.1《TDS3034操作手册》 4.2 相关测试点位组件的DATASHEET,线路图等。 5. 注意事项 5.1 确认测试人员静电环接触良好 5.2 在测量时应检查示波器是否运行正常 5.3 检查信号连接是否正确，接地是否合理 5.4 确定待测系统SUT 是否工作在预定的模式

6．测试项目 测试参数图示： 图一 CLOCK

7. 操作步骤 6.1 操作前准备 6.1.1 执行探头的校正或DSKEW(多通道),确认结果是PASS. 6.2 测试流程 6.2.1 按下电源开关，开始进入操作接口 对于示波器操作接口和基本操作，參考《TDS3034操作手册》。 6.2.2 当完全进入操作接口时，按照测试规范，选择不同的测试探头，将被测信号接到相应 的探头上。 6.2.3 让被测试单板进入测试模式: 让系统处于工作状态,进行时钟信号测试,完毕后关机退出. 所有项目测试参数参考图一所示，此处采用AT91RM9200举例说明，具体测试时依据 对应CLOCK芯片规格参数测量。 6.3 信号分类测量 6.3.1 CLOCK信号高电平。 在示波器触发菜单选中触发模式为下降沿触发，在AUTO 狀态下尽量向下调整触发电平，使之刚好能触发满足测试要求的相应的波形，调整好Scale，进行single 操作。预先按下single 按钮，在信号输入端尽量靠近芯片管脚测试，量测结果如下图所示，通过在Measure 菜单选择最大值、最高值测量项对波形进行幅值测量。也可用水平光标测量波形幅值和最大值。分析波形，幅值应在芯片规格范围，检查波形是否单调，是否有毛刺等干扰产生。 CLOCK信号高电平测试

信号完整性分析实验

<信号完整性分析> 实验报告 2013-7-14 目录 实验一反弹图像的仿真 (1) 实验二上升沿时间与端接电阻对尾端电压的影响 (6) 实验三传输线长度对末端信号的影响 (12) 实验四带端接电阻传输线的源端信号仿真 (16) 实验五容性终端反射仿真 (21)

实验一反弹图像的仿真 一、实验目的 本实验要适用LineSim证明课本中的例子，书中8.5节Bounce Diagram ，如下图： 二、实验设置 点击File > New LineSim Schematic>Cell-Based 1. 信号发送端和接收端选择： 在输入输出上点击右键，再点击Select IC Model：

2. 电阻和传输线： 左键点击电阻和传输线，再在电阻和传输线上点击右键，修改参数值： 3. 仿真窗口设置，选择 Driving Waveform中的Rising Edge IC Modeling中的fast-strong Show 中的previous result去掉 Horizontal 中的Scale 改为5ns/dev 三、实验步骤 1. 先设传输线50ohms，末端开路，则如下图所示：

2. 点击Start simulate 3. 末端电路接入匹配负载50ohms后，原理图为：

四、实验结果及分析 1. 末端负载不匹配： OSCILLOSCOPE Design file: UNNAMED0.TLN Designer: ljz HyperLynx V7.5 Date: Tuesday Oct. 7, 2008 Time: 21:08:18 Show Latest Waveform = YES Time (ns) V ol t ag e -V - 分析： 由图可以看出由于末端负载不匹配，所以产生了反射，造成波形产生了 振铃现象。 并且由反射系数公式可以大致推算出反射系数，由于负载无穷大，则反 射系数应当为1。 2. 接50ohms 负载电阻后的仿真结果：

信号完整性分析--信号反射

信号完整性：信号反射 信号沿传输线向前传播时，每时每刻都会感受到一个瞬态阻抗，这个阻抗可能是传输线本身的，也可能是中途或末端其他元件的。对于信号来说，它不会区分到底是什么，信号所感受到的只有阻抗。如果信号感受到的阻抗是恒定的，那么他就会正常向前传播，只要感受到的阻抗发生变化，不论是什么引起的（可能是中途遇到的电阻，电容，电感，过孔，PCB 转角，接插件），信号都会发生反射。 那么有多少被反射回传输线的起点？衡量信号反射量的重要指标是反射系数，表示反射 电压和原传输信号电压的比值。反射系数定义为：ρ= 1 212Z Z Z Z +-。其中：Z 1为变化前的阻 抗，Z 2为变化后的阻抗。假设PCB 线条的特性阻抗为50欧姆，传输过程中遇到一个100欧姆的贴片电阻，暂时不考虑寄生电容电感的影响，把电阻看成理想的纯电阻，那么反射系 数为：ρ=3 150********=+-，信号有1/3被反射回源端。如果传输信号的电压是3.3V 电压，反射电压就是1.1V 。 纯电阻性负载的反射是研究反射现象的基础，阻性负载的变化无非是以下四种情况：阻抗增加有限值、减小有限值、开路（阻抗变为无穷大）、短路（阻抗突然变为0）。 阻抗增加有限值： 反射电压上面的例子已经计算过了。这时，信号反射点处就会有两个电压成分，一部分是从源端传来的3.3V 电压，另一部分是在反射电压1.1V ，那么反射点处的电压为二者之和，即4.4V 。 阻抗减小有限值： 仍按上面的例子，PCB 线条的特性阻抗为50欧姆，如果遇到的电阻是30欧姆，则反射 系数为 ρ=50 305030+-=-0.25，反射电压为 3.3*（-0.25）V= -0.825V 。此时反射点电压为3.3V+（-0.825V ）=2.475V 。 开路： 开路相当于阻抗无穷大，反射系数按公式计算为1。即反射电压3.3V 。反射点处电压为 6.6V 。可见，在这种极端情况下，反射点处电压翻倍了。 短路： 短路时阻抗为0，电压一定为0。按公式计算反射系数为-1，说明反射电压为-3.3V ，因此反射点电压为0。 由于反射现象的存在，信号传播路径中阻抗发生变化的点，其电压不再是原来传输的电压。这种反射电压会改变信号的波形，从而可能会引起信号完整性问题。

信号完整性分析 ——关于眼图测量

信号完整性分析---关于眼图测量的方法和仪器选型 ----力科 汪进进原稿 OPPO 高桥 学习整理 您知道吗？ 眼图的历史可以追溯到大约47年前。在力科于2002年发明基于连续比特位的方法来测量眼图之前，1962年-2002的40年间，眼图的测量是基于采样示波器的传统方法。 您相信吗？在长期的培训和技术支持工作中，我们发现很少有工程师能完整地准确地理解眼图的测量原理。很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导，Step by Step，满足于用“万能”的Signal test软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail结论。这种对于Signal test的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图是可以作为一项重要的调试工具的。 在我2004年来力科面试前，我也从来没有听说过眼图。 那天面试时，老板反复强调力科在眼图测量方面的优势，但我不知所云。 之后我Google“眼图”，看到网络上有限的几篇文章，但仍不知所云。刚刚我再次Google“眼图”，仍然没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。网络上搜到的关于眼图的文字，出现频率最多的如下，表达得似乎非常地专业，但却在拒绝我们的阅读兴趣。 “在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 【如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，适当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图（Eye Map）。】 二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的