高速多板系统信号完整性建模与仿真技术研究

本文对板级信号完整性关键因素!传输线模型及其高频效应!反射与串扰!高速串行数据传输SERDES基本架构和高速信号仿真模型结构进行了深入的研究"在提出理论方法的基础上,对多种过孔和差分过孔进行建模和参数优化,并对仿真结果进行了频域和时域上的分析"为了达到精度和速度的平衡,本文在高速电路分析和仿真中将/场0/路0结合的方法贯彻至终"研究的模型不仅有时域电路模型,如阳Bufl飞:的SPICE和IBIS模型,还有频域的电磁场模型,如背板连接器的S参数模型,并通过仿真验证了模型的正确有效性"最后使用测试电路板建立多板仿真模型,并对关键网络进行实际的仿真分析,为高性能计算机等大型电子系统的PCB设计仿真进行了有益的探讨" 本文的创新之处和研究成果主要包括: (l)针对过孔的Stub(短柱)效应,使用3D电磁场全波仿真工具对多种结构的过孔 和差分过孔进行了建模,具体分析了过孔的反钻技术(Back一Drilling)!差分过孔!带保 护地孔的过孔(差分过孔)的频响特性,以及对高频传输的影响" (2)实现了基于电磁场S参数的时域频域混合仿真技术,完成电磁仿真工具中使用 频域模型(S参数模型)对多板进行时域仿真,得到时域仿真结果(如眼图等)" (3)SERDES高速串行信号驱动(Buffer)模型的分析研究,研究分析了串行电路驱 动(Buffer)模型的原理及结构图,并实际应用某公司高速串口Buffer的SPICE电路模型作为输入/输出驱动器进行多板仿真" (4)针对集总参数模型误差大的缺点,用实验电路板搭建了多板仿真环境,提取并 使用了差分过孔和GBX连接器的精确参数模型,实现了高精度的3.125GbPs高速SDRDEs 多板仿真"