基于HyperLynx的高速數(shù)字電路SI分析與仿真.pdf

1、隨著電子設計領(lǐng)域的飛速發(fā)展，高速數(shù)字電路的規(guī)模越來越大，時鐘頻率日益提高，高速數(shù)字電路的SI（Signal Integrity,信號完整性）問題也變得更加突出。采用SI分析與仿真的方法來設計高速數(shù)字電路，可以有效地避免電路中的SI問題。本文利用HyperLynx對某高速數(shù)字電路進行 SI分析與仿真，發(fā)現(xiàn)電路中的 SI問題，并提出了一套較完善的改進措施，其主要內(nèi)容和成果如下：
　　1.研究了高速數(shù)字電路SI的相關(guān)理論。對高速數(shù)字電路

2、和SI進行了概述。建立了具有分布參數(shù)特性的傳輸線模型，通過理論分析推導了傳輸線的兩個重要的方程。分別建立了反射、串擾和同步開關(guān)噪聲的分析模型，通過相關(guān)理論推導了它們的計算公式，解釋了它們產(chǎn)生的原因，并提出了這些問題的解決辦法。最后揭示了SI問題的根源，為后續(xù)研究奠定了必要的理論基礎。
　　2.利用HyperLynx對某高速數(shù)字電路的三個重要部分進行了SI分析與前仿真。根據(jù)高速數(shù)字電路的實際情況，設置了準確的疊層結(jié)構(gòu)和傳輸線的特征阻

3、抗，建立了相應的電路仿真模型，并結(jié)合高速數(shù)字電路 SI的相關(guān)理論知識，分別對FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)配置電路、DDR3(Double Data Rate3,第三代雙倍速率)高速存儲電路以及TLK2711高速數(shù)據(jù)傳輸電路進行了SI分析與前仿真。從中發(fā)現(xiàn)了電路中的反射和串擾問題，并根據(jù)具體情況采取了端接電阻、縮短線長、加大線間距等措施改善這些問題。
　　3.利用Hyper

4、Lynx對該高速數(shù)字電路進行了SI分析與后仿真。首先，利用全局快速仿真找到PCB（Printed Circuit Board,印制電路板）中所有出現(xiàn)SI問題的網(wǎng)絡；然后，根據(jù)電路的實際情況，調(diào)整疊層參數(shù)、設置正確的電壓值，提取這些存在SI問題的網(wǎng)絡，并加載IBIS（Input/Output Buffer Information Specification,輸入/輸出器的信息）仿真模型進行SI分析與交互式仿真。該設計方法成功地找到了電路中

5、的延時、串擾、反射等SI問題，提出了一套合理的改善措施，并結(jié)合第二章的基本理論，對該高速數(shù)字電路進行了改進，以解決電路中的SI問題。
　　4.搭建了測試平臺，分別對存在 SI問題的高速數(shù)字電路和改進的電路進行了測試，并驗證了SI問題的改善效果。測試的具體內(nèi)容主要包括兩個方面：高速數(shù)字電路的三個關(guān)鍵部分和整體電路。通過對比分析測試的數(shù)據(jù)，表明存在SI問題的高速數(shù)字電路無法正常工作，而改進的電路的各部分和整體都能正常工作，從而驗證了改