2.1.5 信號延遲(delay)

　　電路中只能按照規定的時序接收數據，過長的信號延遲可能導致時序和功能的混亂，在低速的系統中不會有問題，但是信號邊緣速率加快，時鐘速率提高，信號在器件之間的傳輸時間以及同步時間就會縮短.驅動過載、走線過長都會引起延時.必須在越來越短的時間預算中要滿足所有門延時，包括建立時間，保持時間，線延遲和偏斜. 由于傳輸線上的等效電容和電感都會對信號的數字切換產生延遲，加上反射引起的振蕩回繞，使得數據信號不能滿足接收端器件正確接收所需要的時間，從而導致接收錯誤.在Cadence的信號仿真軟件中，將信號的延遲也放在反射的子參數中度量，有Settledelay、Switchdelay、Propdelay.其中前兩個與IBIS模型庫中的測試負載有關， 這兩個參數可以通過驅動器件和接收器件的用戶手冊參數得到， 可以將它們與仿真后的Settledelay、Switchdelay加以比較，如果在Slow模式下得到的Switchdelay都小于計算得到的值，并且在Fast的模式下得到的Switchdelay的值都大于計算得到的值，就可以得出我們真正需要的兩個器件之間的時延范圍Propdelay.在具體器件布放的時候，如果器件的位置不合適，在對應的時延表中那部分會顯示紅色，當把其位置調整合適后將會變成藍色，表示信號在器件之間的延時已經滿足Propdelay規定的范圍了.

　　2.2 電磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility)設計

　　電磁兼容包括電磁干擾和電磁忍受，也就是過量的電磁輻射以及對電磁輻射的敏感程度兩個方面. 電磁干擾有傳導干擾和輻射干擾兩種.傳導干擾是指以電流的形式通過導電介質把一個電網絡上的信號傳導到另一個電網絡，PCB中主要表現為地線噪聲和電源噪聲.輻射干擾是指信號以電磁波的形式輻射出去，從而影響到另一個電網絡.在高速PCB及系統設計中，高頻信號線、芯片的引腳、接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源.對EMC的設計根據設計的重要性可以分為四個層次：器件和PCB級設計，接地系統的設計，屏蔽系統設計以及濾波設計.其中的前兩個最為重要，器件和PCB級設計主要包括有源器件的選擇、電路板的層疊、布局布線等.接地系統的設計主要包括接地方式、地阻抗控制、地環路和屏蔽層接地等.在Cadence的仿真工具中，電磁干擾的仿真參數可以設置在X、Y、Z三個方向上的距離、頻率的范圍、設計余量、符合標準等.此仿真屬于后仿真，主要檢驗是否符合設計要求，因此，在做前期工作時，我們還需要按照電磁干擾的理論去設計，通常的做法是將控制電磁干擾的各項設計規則應用到設計的每個環節，實現在各個環節上的規則驅動和控制.

　　2.3 電源完整性(power integrity)設計

　　在高速電路中， 電源和地的完整性也是一個非常重要的因素， 因為電源的完整性和信號的完整性是密切相關的.在大多數情況下，影響信號畸變的主要原因是電源系統.如：地反彈噪聲太大、去耦合電容設計不合適、多電源或地平面地分割不好、地層設計不合理、電流分配不均等都會帶來電源完整性方面的問題，引起信號的畸變而影響到信號的完整性.解決的主要思路有確定電源分配系統，將大尺寸電路板分割成幾塊小尺寸板，根據地平面反彈噪聲(Ground Bounce)(簡稱地彈)確定去耦電容，以及著眼于整個PCB板考慮等幾個方面.

　　在電路中有大的電流涌動時會引起地彈，如大量芯片的輸出同時開啟時，將有一個較大的瞬態電流在芯片與板的電源平面流過，芯片封裝與電源平面的電感和電阻會引發電源噪聲，這樣會在真正的地平面上產生電壓的波動和變化，這種噪聲會影響其它元器件的動作.設計中減小負載電容、增大負載電阻、減小地電感、減少器件同時開關的數目均可以減少地彈.由于地電平面分割，例如地層被分割為數字地、模擬地、屏蔽地等，當數字信號走到模擬地線區域時，就會產生地平面回流噪聲.同時根據選用的器件不同，電源層也可能會被分割為幾種不同電壓層，此時地彈和回流噪聲更需特別關注.在電源完整性的設計中電源分配系統和去耦電容的選擇很重要.一般使得電源系統(電源和地平面)之間的阻抗越低越好.可以通過規定最大的電壓和電流變化范圍來確定我們希望達到的目標阻抗，然后通過調整電路中的相關因素使電源系統各部分的阻抗與目標阻抗逼近.對于去耦電容，必須考慮電容的寄生參數，定量的計算出去耦電容的個數以及每個電容的容值和具體放置位置，盡量做到電容一個不多，一個不少.在Cadence仿真工具中，將接地反彈稱為同步開關噪聲(Simultaneous switch noise)。在仿真時將電源間的寄生電感、電容和電阻， 以及器件封裝的寄生電感、電容和電阻都做考慮，結果比較符合實際情況.還可以根據系統使用的電路類型與工作頻率，設置好期望的相關指標參數后，計算出合適的電容大小以及最佳的布放位置，設計具有低阻抗的接地回路來解決電源完整性問題。

　　3 高速PCB的設計方法

　　3.1 傳統的設計方法

　　如圖1是傳統的設計方法，在最后測試之前，沒有做任何的處理，基本都是依靠設計者的經驗來完成的.在對樣機測試檢驗時才可以查找到問題，確定問題原因.為了解決問題，很可能又要從頭開始設計一遍.無論是從開發周期還是開發成本上看，這種主要依賴設計者經驗的方法不能滿足現代產品開發的要求，更不能適應現代高速電路高復雜性的設計.所以必須借助先進的設計工具來定性、定量的分析，控制設計流程.