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云南通耀建设工程有限公司网站,在线定制英文名,网上企业推广,WordPress数据库大✅ 信号完整性仿真设计#xff08;Signal Integrity Simulation#xff09; #x1f4ca; 一、仿真目标与标准 1.1 仿真目标 确保以下关键信号在高速传输中满足电气性能要求#xff1a; DDR4 内存接口#xff08;2400MHz#xff0c;4通道#xff09;千兆以太网接口…✅信号完整性仿真设计Signal Integrity Simulation一、仿真目标与标准1.1 仿真目标确保以下关键信号在高速传输中满足电气性能要求DDR4 内存接口2400MHz4通道千兆以太网接口RGMII / 1000BASE-TUSB 3.0 接口5GbpseMMC HS400 接口400MbpsPCIe 3.0用于5G模块扩展1.2 仿真标准接口类型标准/规范关键指标DDR4 LPDDR4JESD209-4B信号幅度、眼图宽度、建立保持时间、串扰以太网 RGMIIIEEE 802.3-2012差分对阻抗、插入损耗、回波损耗、眼图模板USB 3.0USB 3.2 Gen1 规范差分对 S 参数、眼图、抖动、共模噪声eMMC HS400JESD84-B51时钟抖动、数据有效窗口、信号完整性余量PCIe 3.0PCIe Base Spec 3.0插损、回损、串扰、眼图高度/宽度二、仿真方法与工具2.1 仿真工具选择SI/PI 仿真软件Ansys SIwave HFSS用于频域/时域仿真PCB 设计工具Cadence Allegro用于提取叠层与布线参数模型库IBIS 模型RK3588、LPDDR4、RTL8211F、USB2514S 参数模型连接器、电缆、天线接口2.2 仿真流程叠层设计与阻抗控制前仿真Pre-layout预估走线长度、拓扑结构后仿真Post-layout提取实际布线参数进行仿真优化迭代根据仿真结果调整布局布线三、关键接口仿真设计3.1 DDR4 内存接口仿真仿真内容时钟差分对CK_t/CK_c的时序抖动Jitter地址/控制信号CA的建立/保持时间Setup/Hold数据信号DQ的眼图宽度与高度电源噪声对信号完整性的影响SSN仿真结果示例信号组眼图宽度UI眼图高度mV抖动psCK_t/CK_c0.7545035DQ0-70.6838042CA0-90.7040038优化措施采用Fly-by 拓扑严格控制走线等长±5mil地址/控制信号与时钟之间长度匹配±10mil增加终端电阻ODT优化反射电源平面分割减少 Simultaneous Switching NoiseSSN3.2 千兆以太网接口仿真仿真内容差分对TX±、RX±的插入损耗S21、回波损耗S11眼图模板测试IEEE 802.3共模噪声抑制CMRR仿真结果示例频率MHz插入损耗dB回波损耗dB100-0.8-18500-2.1-151000-3.5-12优化措施差分对走线间距保持 2×线宽阻抗控制 100Ω±5%使用共模扼流圈CMC抑制共模噪声接口处增加 ESD 保护器件并考虑其寄生电容影响3.3 USB 3.0 接口仿真仿真内容差分对SSTX±、SSRX±的 S 参数眼图高度、宽度、抖动串扰分析NEXT/FEXT仿真结果示例测试项仿真值标准要求眼图高度280 mV≥ 150 mV眼图宽度0.75 UI≥ 0.6 UI抖动RJ3.2 ps≤ 5 ps串扰NEXT-32 dB≤ -30 dB优化措施使用屏蔽电缆与连接器减少 EMI 辐射差分对内长度匹配 ≤ 2mil增加预加重Pre-emphasis与均衡Equalization设置3.4 eMMC HS400 接口仿真仿真内容时钟信号CLK的抖动与占空比数据信号DQ的有效窗口Data Valid Window信号过冲与下冲Overshoot/Undershoot仿真结果示例参数仿真值允许范围CLK 抖动45 ps≤ 60 psDQ 有效窗口2.8 ns≥ 2.5 ns过冲12%≤ 20%优化措施时钟信号加串行电阻22Ω匹配阻抗数据信号并联终端电阻50Ω减少反射优化电源滤波减少电源噪声对时钟的影响四、电源完整性仿真PI4.1 仿真内容直流压降分析DC Drop交流阻抗分析AC Impedance电源噪声Power Noise与地弹Ground Bounce4.2 仿真结果示例电源域目标阻抗mΩ仿真阻抗mΩ压降mVVDD_CPU54.828VDD_DDR109.535VDD_IO2018.2424.3 优化措施增加去耦电容阵列低频/高频组合优化电源平面分割减少回路电感采用多层 PCB内层设置完整地平面五、仿真报告与验证计划5.1 仿真输出物信号完整性仿真报告包含波形、眼图、S 参数等电源完整性仿真报告包含阻抗曲线、噪声频谱布局布线约束文件用于 PCB 设计5.2 验证计划验证阶段验证内容验证方法前仿真验证拓扑结构与阻抗预估仿真软件预分析后仿真验证实际布线性能提取实际参数进行仿真原型测试实际信号质量示波器、网络分析仪实测对比批量验证一致性检验抽样测试统计过程控制SPC✅六、总结与建议关键设计建议布局阶段高速信号远离噪声源如电源、晶振布线阶段严格控制差分对阻抗与等长电源设计多层 PCB、充足去耦电容、低 ESR/ESL 电容优选接口保护ESD 器件选型需考虑寄生参数影响仿真迭代设计 → 仿真 → 优化 → 再仿真循环直至达标推荐仿真工具配置Ansys SIwave HFSS适用于复杂系统仿真Keysight ADS适用于高速串行接口仿真Cadence Sigrity集成于 Allegro流程便捷