隨著電子系統(tǒng)功能日益復(fù)雜,信號速率的不斷提升,迫使終端設(shè)備所消耗的內(nèi)存資源也不斷提升,對DDR電路設(shè)計的要求也更加苛刻。并行高速總線DDR中有眾多不同功能的信號線,所掛載的負(fù)載顆粒數(shù)量也不相同。板級多負(fù)載高速電路中存在多處阻抗不連續(xù),使信號完整性問題日益突出。由于板級電路布線空間的局限性和芯片封裝結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,板級多負(fù)載電路的設(shè)計難度越來越大。成本控制與性能提升是當(dāng)前高速電路設(shè)計領(lǐng)域的最大矛盾,也是推動信號完整性學(xué)科發(fā)展的一個關(guān)鍵因素。本文分別針對板級多負(fù)載電路設(shè)計中不連續(xù)互連引起的反射和多線網(wǎng)中的串?dāng)_提出了優(yōu)化設(shè)計方法,在低成本設(shè)計的要求下實現(xiàn)信號傳輸性能的提升。(1)針對多負(fù)載電路中的反射問題,從電磁波的角度分析了反射的形成機理,反射問題的主要矛盾是端接優(yōu)化和成本控制。本文重點針對Fly-by拓?fù)?提出了一種新的反射優(yōu)化方法,通過控制時序延時使各反射節(jié)點的正負(fù)反射相互抵消,減小端接阻抗的數(shù)量。首先根據(jù)信號的傳輸路徑,理論推導(dǎo)了Fly-by拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中各反射節(jié)點的反射系數(shù)和傳輸系數(shù)表達式;然后通過分析樁線時延和主傳輸線時延對信號傳輸性能的影響,給出了抵消各反射節(jié)點的正負(fù)反射信號的設(shè)計方法;最后通過仿真驗證了本方案的可行性和有效性,有效地改善了接收端信號的質(zhì)量且減少了端接阻抗的使用數(shù)量。(2)針對多負(fù)載電路中的串?dāng)_問題,工程上經(jīng)常采用添加帶短路過孔的防護布線來抑制串?dāng)_,引入短路過孔的同時也增加了電路的設(shè)計成本。本文理論分析了防護布線在串?dāng)_噪聲抑制中的重要角色,重點針對微帶線和共面線的防護線上的短路過孔進行了研究,給出了防護線短路過孔數(shù)目的控制方法,以消除防護布線過設(shè)計導(dǎo)致的高花費。首先針對有地平面參考的微帶線,通過分析串?dāng)_形成的機理確定了防護線上最優(yōu)的過孔數(shù)量。然后針對無地平面參考的共面線結(jié)構(gòu),通過提取共面線的電路參數(shù)分析信號的傳輸路徑,確定了共面線防護線上最優(yōu)的過孔數(shù)量。共面線的防護布線上只在兩端添加短路過孔即可使遠(yuǎn)端串?dāng)_達到最小。最后通過三維仿真軟件HFSS驗證了微帶線和共面線的防護布線上過孔數(shù)量優(yōu)化方法的有效性。通過本文的研究,降低了多負(fù)載高速數(shù)字電路中的反射和串?dāng)_噪聲,并且優(yōu)化了防護布線上短路過孔的數(shù)量,既提高了電路的傳輸性能,又有效地降低了電路的設(shè)計成本。研究成果均通過仿真進行了驗證,該成果可直接應(yīng)用于多負(fù)載高速數(shù)字電路的工程設(shè)計中。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN79
【部分圖文】：

不同樁線長度對電壓信號的影響

（a）load1 處電壓 （b）load2 處電壓（c）load3 處電壓 （d）load4 處電壓圖3.16 各負(fù)載處的時域電壓波形眼高（V）眼高（V）時間（ns） 時間（ns）（a）負(fù)載 1 優(yōu)化前后眼圖對比

觀察頻域耦合系數(shù)和時域噪聲對比，如圖 4.9，圖 4.10。（a）近端耦合 S(3,1) （b）遠(yuǎn)端耦合 S(4,1)圖4.9 防護線不同過孔數(shù)頻域耦合系數(shù)對比Vnear（V）（a）近端串?dāng)_

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本文編號：2824384