信号及电源分析与设计课程培训

【课程背景】
《信号完整性分析》 作者：(美)伯格丁(Bogatin,E.)着，李玉山译，本培训以李玉山等翻译的《信号完整性分析》内容为背景，针对国内高速电子设计中对性能分析和提高的需求，突出重点、难点。内容涉及各种*的高速电路设计与信号、电源完整性分析要点。大纲将内容加以合并重组，以十三讲为基础安排再加一讲内容。

【课程大纲】
第一讲 高速电路设计与信号完整性初阶
介绍当今国内外各种互连设计及分析技术、仿真软件优劣等概况；概述后面诸讲的各种基本概念。同时，简要介绍相关技术资料、国内出版的原版译着情况等。

第二、三、四讲 信号/互连带宽与时域阻抗
介绍信号完整性的主要对象——时域上升边及频域带宽。介绍信号带宽、互连本征带宽、互连本征上升时间、互连模型带宽、测量带宽、互连阻抗、时域阻抗、方块电阻等概念。

第五、六讲 电容/电感效应与趋肤挤近
分析电感、SSN及地弹，讨论如何设计电源、地平面、出砂孔？如何善用导磁物质？如何设计及安装电容器的去耦量？简述介电常数、导磁率等概念。分析自感、互感、净电感、回路电感、方块电感，趋肤/挤近与涡流效应。

第七讲 互连线的模型、阻抗及过孔地弹
介绍互连线的传输线模型、阻抗及时延分析技术。以常见穿过电源/地平面的信号过孔为例，剖析过孔引起的地弹噪声。介绍互连线仿真建模技术及空间延伸概念。介绍输入阻抗、瞬时阻抗、特性阻抗的不同用途。

第八讲 PCB单线网反射/时延退化与对策
介绍高速PCB的TDR阻抗测试技术，典型的TDR应用和测试。分析各种单线网的拓扑设计、各种单线网模型分析；互连阻抗台阶、感性、容性突变下的多种反射/时延退化现象。介绍菊花链、远端簇、源端匹配及补偿对策等。

第九讲 损耗退化/ISI改善技术
分析趋肤/挤近效应下的导线损耗和介质损耗如何造成上升边损耗退化？分析介质损耗与耗散因子的特点，损耗如何吃掉高频分量？如何影响时序完整性？如何用眼图分析符号间干扰ISI及抖动？
介绍常见眼图所反映的信号完整性、时序完整性问题；抖动产生的原因；抖动的分类和分析方法，探讨多种预加重及均衡改善技术。

第十讲 PCB多线网间串扰与减小措施
基于互容、互感的传输线串扰分析技术，深入研究微带线、带状线的近端、远端串扰模型及饱和长度。介绍串扰如何形成时序错位？为什么带状线没有远端串扰？如何设计防护线、屏蔽线？介绍如何设计微带线和带状线以避免串扰？

第十一讲 差分对设计与共模/EMI抑制
介绍流行的差分对设计口诀。重点介绍差分信号及阻抗/共模信号及阻抗、奇模阻抗/偶模阻抗、差分—共模、奇模—偶模的分解及倍数关系。介绍“奇小偶大”、“奇快偶慢”的原理。介绍基于差分对模型的串扰新解。介绍差分对设计、匹配设计技术及性能分析、研究共模抑制及EMI屏蔽问题，介绍双绞线、电感扼流圈、磁芯磁环的性能特点。

第十二讲 S-参数仿真/测量及应用
S-参数是刻画互连新的完备标准。介绍S-参数仿真和测量。包括：S-参数矩阵、返回损耗S11、插入损耗S21与互连透明度、串扰及差分S-参数。重点讨论单线网双端口的窄带下冲及差分对S-参数的测量/仿真与转换技术。同时，将时域眼图生成与频域S-参数测量做一个一体化对接介绍。

第十三讲 电源完整性分析与电源分配网络设计
电源完整性(PI)只是电源网络设计的目标之一。电源分配网络(PDN)，包含从稳压模块(VRM)到芯片焊盘；再到裸芯片内分配电压/电流的所有互连。推介有效的目标阻抗法(FDTI)，重点对去耦电容器的数量与容量选择技术、寄生固有电感/安装电感/扩散电感的降低技术进行充分的分析与设计。
数模混合设计重点是电源分配网络PDN的设计；设计重心在于如何设计电源/地平面及抑制噪声。此外，还可以对数/模的信号网络进行有效的隔离和滤波。

第十四讲 链路I/O接口与抖动分析
介绍信号完整性技术的新进展：一个是为何链路分析成为重点关注对象；一个是如何对抖动进行分析。

课后附件：
1. 课后考核——SI培训结业考查题
提供一份“SI培训结业考查题及参考答案”，供对照。
2. 课后仿真——串扰仿真示例
提供文件指导如何用软件Hyperlynx仿真信号完整性问题，给出串扰仿真示例。
3. 课后复习——PPT及外文资料
提供上述所有各讲的PPT原稿及有关外文参考文献，供课后复习。

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