硬件系统概要设计-1-信号完整性分析

一、概要设计阶段要对信号完整性、电源完整性、EMC/EMI、结构与散热设计、工艺的可行性、测试的可行性座初步分析；

二、需求分析的目标是选定一套符合要求的最佳设计方案，确定硬件系统设计的关键器件及总体设计架构。概要设计则对关键器件及总体架构进一步细化。对各个部分进行可行性分析，如果有缺陷，则反馈给上层开发者，重新需求分析。需求分析和概要设计是螺旋前进的不断反复迭代的过程。

三、系统信号完整性分5类：1、单网络问题，单根走线时序、幅度、相位等，主要根源信号的反射问题；2、多网络问题，主要研究串扰；3、信号时序问题，主要是对信号采样的建立时间和保持时间的最大余量设计；4、电源完整性分析，主要设计同步开关输出、同步开关噪声、因平面谐振引起的电源/地反弹；5、EMC/EMI，主要研究近场辐射和远程辐射。

四、信号I完整性分析。用来评估围绕主芯片所需要额外关注并特殊处理的高速信号的完整性，目前采用传输线理论对板级信号分析。并借助于仿真工具，进行分析。信号完整性设计是指信号传输中保持时域和频域特性，保持正确时序、幅度、和相位的参数。时域信号，比较直观，有ripple和transient等指标参考；缺点是不容易发现问题，IC波形难以得到，测量容易受干扰。品与分析从不同频率和对应阻抗值观察结果。容易定位问题

五、根据芯片资料，与结构工程师一起确认硬件的外形尺寸，大体估算尺寸大小，根据功能模块和IC引脚状态，根据成本和信号质量要求确定PCB层数；根据desiign guide或IC频率选择板材。

六、信号完整性分析分如下5方面：1、高速信号的种类，分析归纳。判断是否为高速信号，看频率是否大于1Ghz，另外还需看信号有效频率Fknee(转折频率)，Fknee = 0.3/Tr（10%~90%），3DB带宽。5DB带宽更严格。根据有效频率,1/波长<线长关系，确定是否为高速信号。此信号是根据样板测试得到的有效频率。没有现成的电路时，可以参考信号周期频率确定。例如信号上升时间为周期的7%，此时信号的转折频率为周期频率的7倍。

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