信号完整性

本文主要介绍信号完整性是什么，信号完整性包括哪些内容，什么时候需要注意信号完整性问题？

信号完整性是指高速产品设计中由互连线引起的所有问题。包括以下几部分：

• 时序

• 噪声

• 电磁干扰（EMI）

数据采样过程通常是由时钟信号的上升或者下降沿来触发的。数据必须及时的到达接收端并且在接收器件开始锁存之前稳定为一个非模糊的逻辑状态。任何数据的延迟或者波形的畸变将导致数据传输的失败。时序是高速系统的一切，信号时序取决于信号传播的物理长度引起的延迟，同时取决于抵达阀值时波形的形状。信号波形畸变的原因可能有很多的原因。主要的包括建立时间Tsu、保持时间Th、输出延时Tco、电路的线延迟Tdelay、时钟延时Tpd等。

噪声问题具体来说有很多种形式，例如：振铃、反射、近端串扰、开关噪声、非单调性、地弹，电源反弹、衰减、容性负载、灵敏度、有损线等等。

信号完整性的定义 定义：信号完整性（Signal Integrity,简称SI）是指在信号线上的信号质量。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。当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收端时，该电路就有很好的信号完整性。当信号不能正常响应时，就出现了信号完整性问题。

信号完整性包含：

1、波形完整性（Waveform integrity）

2、时序完整性（Timing integrity）

3、电源完整性（Power integrity）

信号完整性分析的目的就是用最小的成本，最快的时间使产品达到波形完 整性、时序完整性、电源完整性的要求。

我们知道：电源不稳定、电源的干扰、信号间的串扰、信号传输过程中的反射，这些都会让信号产生畸变，看下面这张图，你就会知道理想的信号，经过：反射、串扰、抖动，最后变成什么鬼。

在模拟电路时期以及模拟向数字信号过渡的初期，由于电路的信号速度并不高，这个时候信号完整性的问题并不突出。随着技术的发展，数字信号的传输速度飞速提升，此时信号完整性才从以前从属于Layout中独立成了一个单独的发展方向。

信号完整性毕竟是一个新兴的学科，在国内依然处于刚起步发展不久的一个状态，除了大型公司或者研究院之类的，很少会设立相关的专职岗位。但这并不代表信号完整性不重要，恰恰相反，信号完整性会随着科技的进步，变得愈加重要。这点相信很多硬件或是Layout工程师已经感受到了。

学习信号完整性整体而言还是相对困难的，难点主要在于相关的资料太少。不像学习Layout，可以有大量的资料参考，你遇到的问题也有无数人遇到，通过搜索引擎可以解决几乎全部的问题。但是信号完整性不一样，很多没有现成可供参考的资料，需要自己去读原厂的文档，去逐句的看软件的帮助资料，然后摸索解决问题。

这里简单的描述一下信号完整性中需要掌握的基础知识点，希望能给刚入门的小伙伴们提供一个大致的方向，或是通过这个简单的了解下信号完整性主要关注点。

传输线

传输线的定义是有信号回流的信号线，最常见的传输线也就是我们PCB板上的走线。关于传输线的分析，是基础中的基础。