AD（altiumdesigner）15原理图与PCB设计教程（⼗）——信
⽬录
如今的PCB设计⽇趋复杂，⾼频时钟和快速开关逻辑意味着PCB设计已不仅是放置元器件和布线。⽹络阻抗、传输延迟、信号质量、反射、串扰和EMC（电磁兼容）是每个设计者必须考虑的因素，因⽽进⾏制版前的信号完整性分析更加重要。 AD包含⼀个⾼级的信号完整性仿真器，然后分析PCB设计和检查设计参数，测试过冲、下冲、阻抗和信号斜率。不过PCB上任何⼀个设计要求（设计规则指定）有问题，即可对PCB进⾏反射或串扰分析，以确定问题的所在。
AD的信号完整性分析与PCB设计过程中⽆缝连接，该模块提供了极其精确的板级分析，能检查整板的串扰、过冲/下冲、上升/下降时间和阻抗等问题。在PCB制造前，⽤最⼩的代价来解决⾼速电路设计带来的EMC/ EMI（电磁兼容/电磁抗⼲扰）等问题。
1. AD的信号完整性分析模块具有如下特性。
·设置简便，可以和在PCB编辑器中定义设计规则⼀样，定义设计参数（阻抗等）
·通过运⾏DRC（设计规则检查），快速定位不符合设计要求的⽹络。
·⽆需特殊经验要求，可在PCB中直接进⾏信号完整性分析。桃花心木教学设计
·提供快速的反射和串扰分析。
·利⽤I/O缓冲器宏模型，⽆需额外的spice或模拟仿真知识。 ·完整性分析，结果采⽤⽰波器显⽰显⽰。
·成熟的传输线特性计算和并发仿真算法。
·⽤电阻和电容参数值对不同的终⽌策略进⾏假设分析，并可对逻辑系列快速替换。
盐湖城丑闻2. AD的信号完整性分析模块中的I/O缓冲器模型具有如下特性
·宏模型逼近，使仿真更快更精确。
·提供IC模型库，包括校验模型。
·
模型同INCASES EMC-WORKBENCH兼容。
·⾃动模型连接。
·⽀持I/O缓冲器模型的IBIS2⼯业标准⼦集。
·利⽤完整性宏模型编辑器可⽅便、快速的⾃定义模型。
·引⽤数据⼿册或测量值。
信号完整性模型
信号完整性分析是建⽴在元器件的模型基础之上的，这种模型称为signal integrity模型，简称SI模型。
很多元器件的SI模型与相应的原理图符号、封装模型、仿真模型等⼀起，被系统存放在集成库⽂件中，包括IC（集成电路）、
合肥学院学报Resister（电阻类元器件）、 Capacitor（电容类元器件）， Connector（连接器类元器件）、 Diode（⼆极管类元器件）、以及
BJT（双极性晶体管类元器件）等。需要进⾏信号完整性分析时，⽤户应为设计中所⽤到的每⼀个元
器件设置正确的SI模型。
为了简化设定SI模型的操作，并且在进⾏反射、串扰、振荡和不匹配阻抗等信号完整性分析时能够保证适当的精度和仿真速度，很多⼚商为IC类的元器件提供了现成的引脚模型供设计者选择使⽤，这就是 IBIS（ Input/ Output Buffer Information Specification）模型⽂件，扩展名为“ibs”。
IBIS模型是反映芯⽚驱动和接收电⽓特性的⼀种国际标准。它采⽤简单直观的⽂件格式，提供了直流的电压和电流曲线以及⼀系列的上升和下降时间、驱动输出电压、封装的寄⽣参数等信息，但并不泄露电路内部结构的知识产权细节，因⽽获得了很多芯⽚⽣产⼚家的⽀持。此外，由于该模型⽐较简单，仿真分析时的计算量较少，但仿真精度却与其他模型（如spice模型）相当，这种优势在PCB的密度越来越⾼、需要仿真分析的设计细节越来越多的趋势下显得尤为重要。
AD系统的信号完整性分析中就采⽤了IC器件的IBIS模型，通过对信号线路的阻抗计算，得到信号响应及失真等仿真数据来检查设计信号的可靠性.
在系统提供的集成库中已包含了⼤量的IBIS，⽤户可对相应的元器件进⾏添加，必要时还可到元器件⽣产⼚商⽹站免费下载相关联的IBIS模型⽂件。对于实在不到的 IBIS模型⽂件，设计者还可以采⽤其他的⽅法，如依据芯⽚引脚的功能选⽤相似的IBIS模型，或通过实验测量建⽴简单的IBIS模型等。
IBIS模型⽂件的下载及添加
1. 登录Altera公司的⽹站www.Altera，在其下载中⼼处下载相应的ibis模型⽂件“Max
2.zip”。
2. 双击所放置的元器件“EPM240F100C4N”，打开“元器件属性”对话框。在“model”栏中，可以看到没有信号完整性模型。单
击“Add”按钮，在弹出的“添加新模型”对话框中，选择“signal integrity”。
3. 单击“确定”按钮后，打开“signal integrity model”对话框，该对话框显⽰了元器件的IBIS模型⽂件有关信息：“Unknown”。
4. 单击窗⼝中的“import IBIS”按钮，这系统弹出“open IBIS file”对话框，供设计者查所需的IBIS模型⽂件“Max2.ibs”。
5. 单击“打开”按钮后，该IBIS模型⽂件已被添加成功，系统弹出相应的更新提⽰框.
6. 单击“OK”按钮，关闭“IBIS Converter”对话框，返回原理图编辑环境。可以看到在“元器件属性”对话框的“model”栏中，
信号完整性模型已被添加。执⾏“设计”->“Update PCB document”命令，可将该更新同步到PCB⽂件中。
信号完整性分析的环境设定
在复杂、⾼速的电路系统中，所⽤到的元器件数量以及种类都⽐较繁多，由于各种原因的限制，在信号完整性分析之前，⽤户未必能逐⼀进⾏相应的SI模型设定。因此，执⾏了信号完整性分析的命令之后，系统会⾸先进⾏⾃动检测，给出相应的状态信息，以帮助⽤户完成必要的SI模型设定与匹配。
1. 打开⼀个点进⾏信号完整性分析的⼯程。
2. 在原理图编辑环境中执⾏“⼯具”->“ Signal integrity”命令，或者在PCB编辑环境中，“⼯具”->“ Signal integrity”命令，开
始运⾏信号完整性分析器，若设计⽂件中存在没有设定SI模型的元器件，则系统会弹出错误信息提⽰框。
3. 单机该提⽰框中的“Model Assignments”按钮，会打开SI模型配置的显⽰对话框，显⽰每⼀元器件的SI模型及其所对应的配置状态，供⽤户查看或修改。
4. 双击某⼀元器件标识，会打开相应的“ Signal Integrity model”对话框。⽤户可进⾏元器件SI模型的重新设定，包括模型名称、描述、类型、技术、数值，并可编辑云⾓模型、设置元器件排列或导⼊IBI数字信号发生器
S模型⽂件等。
5. 在“ Signal integraty model assignments for Mixer_Routed”对话框中，单击“Type”栏或“Value/Type”栏，可直接进⾏单项的编辑。如选择某⼀器件，单击其被红⾊⾼亮标记的“Value/Type”栏，会打开“ Part Array editor”（元器件排列编辑器）对话框。
6. 将黄⾊⾼亮标记的元器件进⾏修改设置。
7. 单击“ Update models in Schematic”按钮，即可将修改后的模型信息更新到原理图中，这是对应的“ Status”栏中会显⽰“Model Saved”（模型已保存）的状态信息。发挥余热
信号完整性的设计规则
与⾃动布局和⾃动布线的过程类似，在PCB上进⾏信号完整性分析之前，也需要先对有关的规则加以合理设置，便准确检测出PCB上潜在的信号完整性问题。
信号完整性分析的规则设置是通过“ PCB规则及约束编辑器”对话框来进⾏的。执⾏“设计”->“规则”命令，
打开“PCB规则及约束编辑器”对话框。在左边⽬录区中，单击“ Signal Integrity”前⾯的+符号展开，可以看到信号完整性分析的规则⼀共有13项。设置时，在相应项上右击，添加新规则，之后可在新规则界⾯中进⾏具体设置。
1. Signal Stimulus（激励信号）
该规则主要⽤于设置信号完整性分析中的激励信号特性
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“约束”选项组中，需要设置的有如下⼏项。
·“ Stimulus类型”：激励信号类型设置。有三种选择：“ Constant Level”（常数电平即直流信号）、“ Signal Pulse”（单脉冲信号）和“Periodic Pulse”（周期性脉冲信号），系统默认设置为“ Signal Pulse”。
·“开始级别”：激励信号初始电平设置。有两种选择：“ Low level”（低电平）和“ High level”（⾼电平）。
·“开始时间”：激励信号开始时间设置。
·“停⽌时间”：激励信号停⽌时间设置。
·“时间周期”：激励信号周期设置。
2. Overshoot-Falling Edge（信号过冲下降沿）
该规则主要⽤于设置信号下降沿所允许的最⼤过冲值，即低于信号基值的最⼤阻尼振荡。
在“约束”选项组中，只需要设置最⼤过充值的具体数值，即“最⼤（Volts）”，系统默认单位是V。
3. Overshoot-Rising Edge（信号过程上升沿）
该规则与上⾯的Overshoot-Falling Edge规则相对应，主要⽤于设置信号上升沿所允许的最⼤过冲值，既⾼于信号基值的最⼤阻尼振荡。在“约束”选项组中，只需要设置最⼤过充值的具体数值。
4. Undershoot-Falling Edge（信号下冲下降沿）
该规则主要⽤于设置信号下降沿所允许的最⼤下冲值，即下降沿上⾼于信号基值的最⼤阻尼振荡，具体数值在“约束”选项组中进⾏设置。
5. Undershoot-Rising Edge（信号下冲上升沿）
该规则主要⽤于设置信号上升沿所允许的最⼤下冲值，即上升沿上⾼于信号基值的最⼤阻尼振荡，具体数值在“约束”选项组中进⾏设置。
6. Impedance（阻抗）
该规则⽤于设置电路允许抗的最⼤值和最⼩值。
7. Signal Top Value（信号⾼电平）
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