PCB設計問題系列——信號完整性

 現象一：這些信號都經過仿真了，絕對沒問題

　　點評：仿真模型不可能與實物一模一樣，連不同批次加工的實物都有差別，就更別說模型了。再說實際情況千差萬別，仿真也不可能窮舉所有可能，尤其是串擾。曾經有一教訓是某單板只有特定長度的包極易丟包，后的原因是長度域的值是0xFF，當這個數據出現在總線上時，干擾了相鄰的WE信號，導致寫不進RAM。其它數據也會對WE產生干擾，但干擾在可接受的范圍內，可是當8位總線同時由0邊1時，附近的信號就招架不住了。結論是仿真結果僅供參考，還應留有足夠的余量。

　　現象二：100M的數據總線應該算高頻信號，至于這個時鐘信號頻率才8K，問題不大
點評：數據總線的值一般是由控制信號或時鐘信號的某個邊沿來采樣的，只要爭對這個邊沿保持足夠的建立時間和保持時間即可，此范圍之外有干擾也罷過沖也罷都不會有多大影響（當然過沖好不要超過芯片所能承受的大電壓值），但時鐘信號不管頻率多低（其實頻譜范圍是很寬的），它的邊沿才是關鍵的，必須保證其單調性，并且跳變時間需在一定范圍內。

　　現象三：既然是數字信號，邊沿當然是越陡越好
點評：邊沿越陡，其頻譜范圍就越寬，高頻部分的能量就越大；頻率越高的信號就越容易輻射（如微波電臺可做成手機，而長波電臺很多家都做不出來），也就越容易干擾別的信號，而自身在導線上的傳輸質量卻變得越差，因此能用低速芯片的盡量使用低速芯片，。

　　現象四：為保證干凈的電源，去偶電容是多多益善
點評：總的來說去偶電容越多電源當然會更平穩，但太多了也有不利因素：浪費成本、布線困難、上電沖擊電流太大等。去偶電容的設計關鍵是要選對容量并且放對地方，一般的芯片手冊都有爭對去偶電容的設計參考，好按手冊去做。

　　現象五：信號匹配真麻煩，如何才能匹配好呢？
點評：總的原則是當信號在導線上的傳輸時間超過其跳變時間時，信號的反射問題才顯得重要。信號產生反射的原因是線路阻抗的不均勻造成的，匹配的目的就是為了使驅動端、負載端及傳輸線的阻抗變得接近，但能否匹配得好，與信號線在PCB上的拓撲結構也有很大關系，傳輸線上的一條分支、一個過孔、一個拐角、一個接插件、不同位置與地線距離的改變等都將使阻抗產生變化，而且這些因素將使反射波形變得異常復雜，很難匹配，因此高速信號僅使用點到點的方式，盡可能地減少過孔、拐角等問題。