高速系統(tǒng)PCB互連設(shè)計(jì)及信號(hào)、電源完整性分析

高速系統(tǒng)PCB互連設(shè)計(jì)及信號(hào)、電源完整性分析(李玉山)課程介紹：

    隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，在涉及通信、國(guó)防、航空航天、工業(yè)自動(dòng)化、儀器儀表等領(lǐng)域的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中，信號(hào)完整性分析技術(shù)（SI）是現(xiàn)今國(guó)際領(lǐng)先的PCB設(shè)計(jì)方法和流程，其在高速電路設(shè)計(jì)中起著舉足輕重的作用。而目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)在實(shí)現(xiàn)VLSI芯片、PCB 和系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的前提下，具有性能屬性的信號(hào)完整性設(shè)計(jì)問題已經(jīng)成為電子設(shè)計(jì)的一個(gè)瓶頸。
    為此，為了讓廣大從業(yè)人員掌握信號(hào)完整性的新知識(shí)、新觀點(diǎn)和定性、定量的分析技術(shù)；提高高速互連設(shè)計(jì)及信號(hào)完整性分析能力，幫助學(xué)員盡可能在電子設(shè)計(jì)的初期找到信號(hào)完整性問題的解決方案，特分期組織召開“高速系統(tǒng)PCB互連設(shè)計(jì)及信號(hào)、電源完整性分析”高級(jí)研修班。研修班將聘實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)豐富的資深專家講解信號(hào)完整性分析及應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

● 講課內(nèi)容：
《信號(hào)完整性分析》 作者：(美)伯格丁(Bogatin,E.)著，李玉山譯，本次講座以此書作為講議，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)直觀理解、實(shí)用工具和工程實(shí)踐，使學(xué)員很容易掌握信號(hào)完整性分析技術(shù)。以實(shí)踐經(jīng)典案例指出造成信號(hào)完整性問題的根源，特別給出了在設(shè)計(jì)前期階段的問題解決方案。另講課內(nèi)容屆時(shí)根據(jù)實(shí)際情況會(huì)有所調(diào)整。

第一講 高速系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)及面臨的挑戰(zhàn)
介紹信號(hào)完整性在硬件不同設(shè)計(jì)階段的工作；信號(hào)速率的提高對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。主要介紹當(dāng)今國(guó)內(nèi)外各種互連設(shè)計(jì)及分析技術(shù)、仿真軟件優(yōu)劣等概況；概述后面諸講的各種基本概念。同時(shí)，簡(jiǎn)要介紹相關(guān)技術(shù)資料、國(guó)內(nèi)外最新科研成果、國(guó)內(nèi)出版的原版譯著情況等。

第二講 信號(hào)/互連線帶寬與時(shí)頻域阻抗
介紹信號(hào)完整性的研究對(duì)象——上升邊，介紹上升邊的寬帶信號(hào)特點(diǎn)。介紹信號(hào)帶寬與信號(hào)頻率/周期的表達(dá)式。介紹信號(hào)帶寬、互連線本征帶寬、互連線本征上升時(shí)間、互連線模型帶寬、互連線阻抗、測(cè)量帶寬等的應(yīng)用。

第三講 電容/電感、趨膚與導(dǎo)磁率
分析電感、SSN及地彈，討論如何設(shè)計(jì)電源、地平面、出砂孔？如何善用導(dǎo)磁物質(zhì)？如何設(shè)計(jì)及安裝電容的去耦量？簡(jiǎn)述介電常數(shù)、相對(duì)介電常數(shù)、等效介電常數(shù)、復(fù)介電常數(shù)等概念。分析自感、互感、凈電感、回路電感如何形成趨膚效應(yīng)和渦流。

第四講 傳輸線設(shè)計(jì)及接地、過孔分析
學(xué)習(xí)傳輸線的零階、一階模型，給出傳輸線阻抗及時(shí)延分析技術(shù)。穿過電源地平面的信號(hào)過孔應(yīng)該如何設(shè)計(jì)與分析？地線真的是地電平嗎？以過孔為例，剖析地線不是地，信號(hào)總是將最近的平面當(dāng)作它的返回路徑，分析過孔引入的SSN。介紹導(dǎo)線空間延伸的概念。介紹輸入阻抗、瞬態(tài)阻抗、特性阻抗的不同用途。

第五講 PCB單網(wǎng)絡(luò)反射分析與設(shè)計(jì)
介紹高速PCB的TDR阻抗測(cè)試原理，典型的TDR應(yīng)用和測(cè)試；TDR進(jìn)行信號(hào)完整性建模和分析。 分析各種單網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湓O(shè)計(jì)、各種單網(wǎng)絡(luò)模型分析；互連阻抗臺(tái)階、感性、容性突變下的多種反射現(xiàn)象及其匹配補(bǔ)償對(duì)策。

第六講 有損線帶寬、抖動(dòng)與數(shù)據(jù)完整性
介紹眼圖分析的重要性，常見眼圖反映的信號(hào)完整性、數(shù)據(jù)完整性問題；抖動(dòng)的概念及產(chǎn)生的原因；抖動(dòng)的分類和分解方法；抖動(dòng)分析的方法；抖動(dòng)測(cè)試和分析實(shí)例。
分析趨膚效應(yīng)下的導(dǎo)線損耗和介質(zhì)損耗如何造成上升邊退化？分析介質(zhì)損耗與耗散因子的特點(diǎn)，損耗如何吃掉高頻分量？如何影響數(shù)據(jù)完整性？如何用眼圖分析符號(hào)間干擾及抖動(dòng)？

第七講 PCB多網(wǎng)絡(luò)串?dāng)_分析與設(shè)計(jì)
基于互容、互感的傳輸線串?dāng)_分析技術(shù)，深入研究微帶線、帶狀線的近端、遠(yuǎn)端串?dāng)_模型及飽和長(zhǎng)度。介紹串?dāng)_如何形成時(shí)序錯(cuò)位？為什么帶狀線沒有遠(yuǎn)端串?dāng)_？如何設(shè)計(jì)防護(hù)線、屏蔽線？介紹如何設(shè)計(jì)微帶線和帶狀線以避免串?dāng)_？

第八講 差分對(duì)設(shè)計(jì)與差分信號(hào)分析
介紹流行的差分對(duì)如何設(shè)計(jì)？介紹電流模傳輸?shù)钠ヅ湓O(shè)計(jì)技術(shù)。介紹差分信號(hào)及阻抗、共模信號(hào)及阻抗、奇模阻抗、偶模阻抗等設(shè)計(jì)分析的技術(shù)要點(diǎn)。介紹分析中“奇小偶大”、“奇快偶慢”的基本原理；用差分的觀點(diǎn)研究串?dāng)_。研究共模產(chǎn)生、抑制及EMI屏蔽問題，介紹雙絞線、扼流圈的性能特點(diǎn)。

第九講 電源分配網(wǎng)絡(luò)(PDN)設(shè)計(jì)與電源完整性分析
電源分配或配送網(wǎng)絡(luò)(PDN)，包含從穩(wěn)壓模塊(VRM)到芯片的焊盤；再到裸芯片內(nèi)分配本地電壓和返回電流的所有互連。其中有：VRM、體去耦電容器、過孔及互連線、SMT電容器、電源/地平面、封裝焊球或引腳、封裝中互連及鍵合線、芯片內(nèi)部互連等，需要進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。
課后設(shè)計(jì)分析練習(xí) 課程設(shè)計(jì)的串?dāng)_分析答案示例\采用具體軟件Hyperlynx分析信號(hào)完整性問題并給答案！

● 師資介紹：
李玉山，教授 國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科電路與系統(tǒng)學(xué)科帶頭人和博士生導(dǎo)師、某電路CAD研究所所長(zhǎng)、中國(guó)通信學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員。從事雷達(dá)、通信系統(tǒng)研制工作10多年。曾赴美國(guó)邁阿密大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系合作研究?jī)赡暧?jì)算機(jī)視覺測(cè)量系統(tǒng)及VLSI設(shè)計(jì)；赴美國(guó)北卡州立大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系作高訪學(xué)者研究人工視覺系統(tǒng)及ASIC設(shè)計(jì)。多年來完成科研項(xiàng)目30多項(xiàng)，獲省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)10項(xiàng)。出版教材和專著6部；主持制定中國(guó)電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3部。在IEEE匯刊等刊物發(fā)表論文100多篇，其中60篇被收入三大檢索 (其中不計(jì)重復(fù)的SCI檢索8篇、EI檢索41篇、ISTP檢索11篇)。

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