信號完整性揭秘 — 於博士 SI 設計手記 信号完整性揭秘 : 于博士 SI 设计手记

中國科學院信號處理博士，某大型通信企業信號完整性高級工程師、系統設計師，負責高速數字電路的信號完整性設計及覆雜系統構建，具有多年高速電路設計經驗。主要研究興趣為高速數字電路信號完整性問題的分析及解決方案。 於博士的學術研究經歷和工程師背景使其更註重理論研究與工程實踐的緊密結合，是嚴謹的學術研究者和執著的工程實踐探索者。在不斷解決工程難題的過程中，他深刻認識到信號完整性的重要性，創立於博士信號完整性研究網，普及和推廣高速數字電路信號完整性設計方法及相關工具軟件的使用方法。

前言
第1章 概述
1.1 什麼是信號完整性
1.2 SI問題的根源
1.3 新的設計方法
1.4 SI設計的難點
1.5 SI設計的誤區
1.6 關於經驗法則
1.7 SI設計與 SI模擬
1.8 SI設計的特點
1.9 基礎的重要性
1.10 小結
第2章 數字信號頻譜與帶寬
2.1 周期信號的單邊譜
2.2 周期信號的雙邊譜
2.3 單邊譜與雙邊譜的關系
2.4 理想方波信號的頻譜
2.5 方波信號的頻譜特徵
2.6 信號帶寬與上升時間的關系
2.7 梯形波的頻譜特徵
2.8 信號帶寬0.35Tr是如何得到的
2.9 信號帶寬0.5Tr指的是什麼
2.10 關於信號帶寬的補充說明
2.11 小結
第3章 傳輸線
3.1 什麼是傳輸線
3.2 信號的傳輸方式
3.3 傳輸線的返回電流
3.4 傳輸線的分佈電容
3.5 單位長度電容
3.6 介電常數、等效介電常數
3.7 傳輸線的分佈電感
3.8 迴路電感
3.9 單位長度電感
3.10 波傳播的lc參數表示
3.11 瞬態阻抗與特性阻抗
3.12 影響特性阻抗的因素
3.13 參考平面
3.14 返回電流的分佈
3.15 傳輸線的延時
3.16 理想傳輸線的集總參數模型
3.17 耦合傳輸線模態分析
3.18 模態對阻抗的影響
3.19 線間距對阻抗的影響
3.20 有損傳輸線
3.21 趨膚效應
3.22 直流電阻、交流電阻、傳導損耗
3.23 鄰近效應
3.24 錶面粗糙度
3.25 介質損耗
3.26 覆介電常數
3.27 有損傳輸線的特性阻抗與延時
3.28 小結
第4章 信號的反射與端接
4.1 反射是怎麼形成的
4.2 使用反彈圖計算反射波形
4.3 正反射和負反射的含義
4.4 有限上升時間信號的反射波形
4.5 容性阻抗不連續
4.6 互連線末端容性負載的反射
4.7 互連線中間容性負載的反射
4.8 容性負載對時間延遲的影響
4.9 容性負載對傳輸線阻抗的影響
4.10 感性阻抗不連續
4.11 互連線末端感性負載的反射
4.12 互連線中間感性負載的反射
4.13 感性負載對時間延遲的影響
4.14 殘樁與分支的影響
4.15 臨界長度
4.16 多長的走線需要端接
4.17 如何估計驅動器的輸出阻抗
4.18 端接方法
4.19 拓撲結構
4.20 串聯端接中的樁線
4.21 並聯端接位置
4.22 分支結構中阻尼電阻的應用
4.23 TDR阻抗測量
4.24 小結
附錄4.1 線路末端的電容
附錄4.2 線路中間的電容
附錄4.3 線路末端的電感
附錄4.4 線路中間的電感
第5章 串擾
5.1 串擾形成的根源
5.2 耦合長度
5.3 容性串擾
5.4 感性串擾
5.5 近端串擾和遠端串擾
5.6 近端串擾的飽和
5.7 遠端串擾的飽和與模態分解
5.8 邊沿耦合與寬邊耦合的串擾
5.9 影響串擾的因素
5.10 串擾對信號的影響
5.11 串擾與時序
5.12 蛇形走線與信號的延遲
5.13 保護地線
5.14 端接與串擾
5.15 減小串擾的常用方法
5.16 小結
附錄 遠端串擾兩種解釋的等效性證明
第6章 S參數
6.1 網絡分析基礎
6.2 S參數定義
6.3 從頻域的角度理解S參數
6.4 S11的含義
6.5 S11與輸入阻抗
6.6 使用 S11提取特性阻抗
6.7 S11與瞬時阻抗
6.8 S21的含義
6.9 S21相位與傳輸延時
6.10 S21與通道響應
6.11 S參數對稱性及能量守恆
6.12 S參數中的紋波
6.13 多埠S參數
6.14 S參數與串擾
6.15 小結
第7章 互連線中的阻抗不連續
7.1 分支結構
7.2 參考平面的寬度
7.3 互連線跨分割
7.4 過孔
7.5 小結
第8章 差分互連
8.1 差分傳輸
8.2 差分對的返回電流
8.3 差分信號抗噪聲原理
8.4 差分互連中的阻抗參數
8.5 差分互連的反射與端接
8.6 差分互連的串擾
8.7 差分與共模的相互轉化
8.8 差分S參數
8.9 差分對的等長等距
8.10 松耦合還是緊耦合
8.11 小結
第9章 抖動
9.1 抖動的含義
9.2 Jitter描述方法
9.3 Jitter統計特性
9.4 Jitter、BER、眼圖之間關系
9.5 Jitter分類及產生原因
9.6 Jitter分離
9.7 Clock Jitter與相噪
9.8 小結
第10章 均衡
10.1 互連中的信號畸變
10.2 碼間幹擾
10.3 碼間幹擾與帶寬
10.4 離散系統的碼間幹擾
10.5 均衡原理
10.6 均衡分類
10.7 無源CTLE
10.8 有源CTLE
10.9 離散時間線性均衡
10.10 使用ZFS算法確定FFE抽頭系數
10.11 使用MMSE算法確定FFE抽頭系數
10.12 反饋判決均衡
10.13 小結
第11章 電源完整性
11.1 為什麼要重視電源噪聲問題
11.2 PDN系統的噪聲來源
11.3 電容去耦的兩種解釋
11.4 理想情況的去耦電容量
11.5 實際電容的特性
11.6 安裝電感與自諧振頻率
11.7 目標阻抗的設計方法
11.8 相同容值電容的並聯
11.9 不同容值電容的並聯
11.10 容值差對諧振峰的影響
11.11 ESR對諧振峰的影響
11.12 安裝電感對諧振峰的影響
11.13 去耦網絡電容的配置方法
11.14 阻抗曲線形狀與電源噪聲
11.15 在多大頻率範圍內去耦
11.16 去耦電容的擺放
11.17 去耦電容的安裝
11.18 PDN系統的直流壓降
11.19 小結