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信號完整性的解決方法
對芯片設計,通常采用兩種方法解決信號完整性問題。其RF解決方案集中于傳輸線,常在封裝邊界上使用阻抗匹配辦法,而數(shù)字(即寬帶)解決方案則強調選擇封裝,控制同步切換數(shù)量和切換速度,在封裝外部電源引腳與地之間使用旁路電容,在IC內部的電容則通過金屬層的重疊來實現(xiàn),即為高速瞬態(tài)電流提供一個局部低阻抗通路,防止接地反彈。
然而,當面臨深亞微米設計中的信號完整性問題時,通常的解決方案不再適用。例如,限制邊沿速率(Slew rate)雖然能夠明顯地改善接地反彈和串擾,但它同時限制了時鐘速率。研究新的解決方法必須能夠適宜深亞微米的IC設計。如增加襯底電阻問題可采用絕緣體上硅技術(SOI)來解決,這是在微米IC設計中被廣泛采用的技術?,F(xiàn)在,解決信號完整性問題的方法主要是電路設計、合理布局和建模仿真[3]。
2.2.1 電路設計
在電路設計過程中,通過設計控制同步切換輸出數(shù)量,同時控制各單元的最大邊沿速率(dI/dt 和dV/dt),得到最低且可接受的邊沿速率,這可以有效地控制信號的完整性。也可為高輸出功能塊(如時鐘驅動器)選擇使用差分信號。比如,通常時鐘使用ECL信號或全擺幅的差分信號。對于應用工程師,通常是在傳輸線上端接無源元件(電阻、電容和鐵氧體),來實現(xiàn)傳輸線與負載間的阻抗匹配。端接策略的選擇應該是對增加元件數(shù)目、開關速度和功耗的折中。端接串聯(lián)電阻R或RC電路,應該盡量靠近激勵端或接收端,并獲得阻抗匹配,同時,電阻R(如10Ω)可以消耗掉邏輯電路的無用直流功率,電容(如39PF)可以在滿足開關速度的條件下削弱阻尼振蕩強度,但同時須仔細選擇該電容,防止其引腳電感引起的振蕩(ringing)。