数字信号完整性：互连、封装的建模与仿真PDF电子书下载

序言 1

译者序 1

前言 1

第1章 数字系统与信令 1

1.1 提高性能时的折衷 1

1.1.1 体系结构 1

1.1.2 总线的位宽和速度 3

1.1.3 电源分布 4

1.1.4 拓扑结构和负载 4

1.1.5 逻辑电平和信令 5

1.1.6 功耗 5

1.2 信令标准和逻辑系列 6

1.2.1 噪声容限 9

1.2.2 建立与保持时间 10

1.2.3 驱动器 10

1.2.4 线性驱动器建模 16

1.2.5 接收器 17

1.2.6 接收器建模 20

1.3 互连 20

1.4 数字系统建模 27

1.4.1 数字波形的模拟特性 28

1.4.2 建模、频率分量、带宽 29

1.4.3 工艺差异 36

1.4.4 高速系统建模的挑战 37

第2章 信号完整性 39

2.1 传输线 39

2.1.1 时域解 40

2.1.2 方向独立性 42

2.1.3 频域解 43

2.1.4 阻抗边界 49

2.2 理想点到点信令 49

2.2.1 快边沿与慢边沿 51

2.2.2 源端端接加并联端接 51

2.2.3 仅源端端接 51

2.3 非理想信令 53

2.3.1 同步与异步 54

2.3.2 入射翻转 54

2.4 不连续引起的突变 56

2.4.1 拉普拉斯变换 57

2.4.2 容性负载 58

2.4.3 串联电感 58

2.4.4 并联电容 64

2.4.5 阻抗台阶 66

2.5 串扰 68

2.5.1 容性串扰 69

2.5.2 感性串扰 71

2.5.3 总串扰 72

2.6 拓扑结构 73

2.7 同时开关噪声 76

2.8 系统时序 77

2.8.1 最高时钟频率 77

2.8.2 眼图 78

2.8.3 错位、抖动与容限 79

2.8.4 双数据率 83

2.9 习题 83

第3章 同时开关噪声 87

3.1 SSN的成因 88

3.1.1 片上开关 88

3.1.2 片外开关 90

3.1.3 SPICE仿真示例 93

3.2 有效电感 96

3.3 片外SSN的相关性 97

3.4 SSN-引起的错位 99

3.5 排组的快速仿真 99

3.6 习题 102

第4章 多端口电路 103

4.1 Z-和Y-参数 103

4.2 S-参数 104

4.2.1 定义 105

4.2.2 电路S-参数的计算 106

4.3 多端口的S-，Y-，Z-参数之间的转换 108

4.4 S-参数的归一化 109

4.5 矩阵化简 110

4.5.1 空激励 110

4.5.2 公共电压激励 111

4.6 习题 112

第5章 电感 116

5.1 电磁表征概述 117

5.2 电感的定义 118

5.2.1 细导线定义 118

5.2.2 基于场的定义 121

5.2.3 基于能量的定义 121

5.3 互感的定义 122

5.3.1 细线定义 122

5.3.2 基于场的定义 124

5.3.3 基于能量的定义 124

5.3.4 符号 125

5.4 用诺依曼公式计算 125

5.4.1 细导线回路的外部电感计算 126

5.4.2 圆环导线内部电感的计算 127

5.4.3 电感的频率相关性 128

5.5 局部电感的定义 129

5.6 局部自感及局部互感公式 130

5.6.1 两条平行导线间的局部互感 130

5.6.2 圆导线的局部自感 131

5.6.3 两条共线导线的局部互感 132

5.6.4 解决方案小结 132

5.7 电路符号 133

5.8 模态分解 134

5.8.1 对角化 134

5.8.2 电路理论 135

5.8.3 手工实现 136

5.8.4 无源性 137

5.9 局部电感的非唯一性 139

5.10 开环建模 140

5.11 参考线的设置 143

5.12 模型化简 146

5.13 习题 146

第6章 电容 152

6.1 电容的定义 152

6.2 多导体间的电容 154

6.3 基于能量的电容定义 157

6.4 频率相关性 158

6.5 电容的电路方程 159

6.6 模态分解与无源性 160

6.6.1 模态分解 160

6.6.2 无源性 161

6.7 参考基准和电容 162

6.8 模型化简 163

6.9 习题 163

第7章 电阻 165

7.1 集肤效应 166

7.2 电流挤近 169

7.3 PEEC方法 170

7.3.1 一般公式 171

7.3.2 专用求解器 172

7.3.3 电路中的解 174

7.3.4 实际问题 174

7.3.5 举例：用PEEC法计算同轴电感 174

7.4 梯形网络 175

7.5 互阻 179

7.6 习题 180

第8章 寄生参数测量 182

8.1 测量次数 182

8.2 阻抗分析仪 183

8.3 矢量网络分析仪 184

8.3.1 标定 186

8.3.2 单个集总寄生参数提取 187

8.3.3 用VNA测量多端口网络 187

8.3.4 参数类型转换 190

8.3.5 史密斯圆图 191

8.4 时域反射计 193

8.4.1 电感提取 194

8.4.2 电容提取 195

8.4.3 阻抗轮廓 196

8.4.4 层剥落 198

8.4.5 分辨率 202

8.4.6 多端口TDR测量 203

8.5 折衷 204

8.6 习题 204

第9章 集总建模 206

9.1 传输线简介 206

9.2 双样本多导体建模 207

9.3 单样本多导体建模 209

9.3.1 π-形网络拓扑结构 209

9.3.2 T-形网络拓扑结构 210

9.3.3 实际问题 211

9.4 内部节点 212

9.5 频率相关性 214

9.6 迭代阻抗与带宽 215

9.7 模型化简 218

9.7.1 平行引线 218

9.7.2 开路，短路和匹配引线 218

9.7.3 多余引线 219

9.7.4 对称 219

9.8 特殊互连的描述途径 220

9.8.1 QFP 220

9.8.2 边缘连接件 221

9.8.3 BGA 222

9.8.4 内部节点 222

9.9 通用拓扑结构 223

9.10 多支路网络 225

9.11 习题 227

第10章 宽带建模 229

10.1 传输线集总建模 229

10.1.1 集总建模的限制 229

10.1.2 多集总模型 230

10.2 耦合传输线 231

10.2.1 电报方程 232

10.2.2 模态分解 233

10.2.3 模态分解示例 237

10.3 集肤效应模型 245

10.4 黑盒建模 245

10.4.1 单端口 246

10.4.2 多端口 253

10.5 习题 258

第11章 信号完整性提高篇 260

11.1 差分信令 260

11.2 端接 262

11.2.1 寄生效应和位置 262

11.2.2 静态功耗和电流驱动需求 262

11.2.3 电压摆幅 265

11.2.4 二极管端接 265

11.2.5 源端端接 266

11.3 多导体端接 267

11.3.1 单一传输线 268

11.3.2 差分对 268

11.4 电源分布 271

11.4.1 目标阻抗 271

11.4.2 设计综述 272

11.4.3 电容器建模 275

11.4.4 PCB建模 276

11.4.5 内核噪声建模 278

11.5 高级封装 280

11.6 习题 280

附录 282

附录A 部分习题解答 282

附录B 同轴电缆的PEEC计算 327

附录C SSN的SPICE仿真示例 337

附录D 模态分解程序代码示例 342

附录E 层剥落程序代码示例 360