到底啥子是高速電路呢?在以往的低速時期,電平跳變時信號升漲時間較長,一般有幾個ns。部件間的互串線不至于影響電路的功能,沒不可缺少關切信號完整性問題。但在今日的高速時期,隨著IC輸出開關速度的增長,眾多都在皮秒級,無論信號周期怎么樣,幾乎全部預設都碰到了信號完整性問題。額外,對低功耗尋求要得內(nèi)核能發(fā)電壓越來越低,DDR4 1.2v內(nèi)核能發(fā)電壓已經(jīng)很常見了。因為這個系統(tǒng)能寬容忍耐的噪聲余量越來越小,這也要得信號完整性問題更加冒尖。
信號完整性問題的溯源在于信號升漲時間的減小。縱然布線拓撲結構沒有變動,假如認為合適而使用了信號升漲時間細小的IC芯片,現(xiàn)存預設也將處于臨界狀況還是根本就休止辦公。
1.高速電路的定義
狹義的了解是,一般覺得數(shù)碼思維規(guī)律電路的頻率達到還是超過50MHz,并且辦公在這個頻率之上的電路已經(jīng)占到達整個兒電子系統(tǒng)相當?shù)慕飪桑缛种唬头Q為高速電路。而其實,信號邊沿的諧波頻率比信號本身的頻率高,是信號迅速變動的升漲沿與減退沿導發(fā)了信號傳道輸送的各種問題。所以,當信號存在的地方的傳道輸送途徑長度大于1/6倍傳道輸送信號的波長時,信號被覺得是高速信號;當信號沿著傳道輸送線廣泛散布時,發(fā)生了嚴重的趨膚效應和電離傷耗時,覺得是高速信號。因為這個,一般約定假如電路板上信號的廣泛散布延緩大于二分之一數(shù)碼信號驅(qū)動端的升漲時間,則覺得此類信號是高速信號并萌生傳道輸送線效應,這么的電路就是高速電路。
2.高速與高頻差別及結合
大部分數(shù)的信號完整性卷帙,在施行信號完整性研討之前,普通都會先來紹介高速與高頻這兩個基本概念,從這一點兒可以曉得區(qū)別這兩個概念的關緊性,由于,經(jīng)過這兩個概念可以明確信號完整性剖析的對象。對于,高頻這個概念了解起來比較簡單,它只是對頻率的一種描寫,大家曉得,頻率是周期的倒數(shù),高頻是高頻率,短周期的述說。
再說高速這個概念,歸回到速度的概念,速度是表征運動快慢的物理量,在物理學里是位移對時間的微分,也就dS/dt。一樣可以應用在電路三拇指的是,電位移對時間的微分,表征為電壓變動的快慢,也就dV/dt,一般我們會述說為升漲時間。所以,高速電路是電壓變動快,升漲時間短的述說。在電路系統(tǒng)中,升漲時間的體積對于信號完整性的影響很大,也是引動信號完整性問題的溯源存在的地方。以至于信號完整性剖析基本上都是環(huán)繞dV/dt來剖析和商議的,而不是對于周期來商議,這也是高速與高頻的實質(zhì)差別。
所以,從上頭對兩個概念的描寫,可以理解到,高頻與高速并沒有直接的關系。可以正反舉幾個例子。例如,當一個報時的鐘信號的頻率為50MHz,升漲時間為90ps,那末它不是一個高頻信號,但它是一個高速信號,也就是頻率不高,但升漲沿快。又譬如,頻率為500MHz,升漲時間為0.8ns,那末它與上例中信號對比,頻率要高眾多,但速度卻遠比上例的信號低。所以,我們說,信號的高頻與高速沒有之間的關系。
從另一個角度來看,高速與高頻果真沒有半毛錢關系嗎?實際上不然,大家通例會將這兩個概念淆惑正是由于它二者存在千絲萬縷的結合。具體說來,就是隨著頻率的升高,周期減小,所帶來的最后結果是,我們務必把速度做高,端由是我們務必保障足夠的樹立時間與維持時間。隨著周期的壓縮,要想有足夠的樹立時間與維持時間,就只能使升漲時間與減退時間縮減,以資來滿意信號的時序管用性的要求。舉個板栗,一個信號的頻率為100MHz,即周期為10ns,升漲時間與減退時間作別為1ns,這么信號的管用采集樣品時間窗戶為:(10-1-1)ns,即8ns。假如此信號的頻率增長到200MHz時,維持升漲時間與減退時間未變的話,采集樣品窗戶就成為了(5-1-1)=3ns,并且隨著頻率的接著升高,采集樣品窗戶會接著減低,極度事情狀況會造成沒有辦法準確的采集樣品,于是就強迫做升漲時間與減退時間減小,來滿意越來越高的采集樣品報時的鐘頻率。總結概括成一句話,也就是頻率的升高定然強迫做速度的增長,高頻電路的高級演化造成了高速電路,高頻與高速之間是充分條件,而不是不可缺少條件。額外,在信號完整性的剖析過程中, 普通著意著重提出的是高速電路。
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