信号完整性问题与S参数的关系

随着半导体工艺的不断发展，数字信号的速率也愈来愈高，Gbps以上的高速信号已经随处可见。面对高速设计的新领域，硬件设计工程师们需要改变传统的设计理念，他们需要以更加超前的思维去思考自己将要设计的信号的质量，或许在制定产品设计方案的时候就需要进行调研；需要在设计过程的每一个环节去思考信号质量问题，如方案设计环节，原理图设计环节，PCB设计环节，测试验证环节等等；需要考虑到系统中的每一个构成成分可能给信号质量带来的影响，如过孔，电容，电感，阻抗，接插件等等；所有高速设计相关的问题也常被统称为信号完整性（即SI，Signal Integrity）问题，SI是当前硬件设计工程师们的一个最热门的话题之一。
信号完整性问题与S参数的关系
美国力科公司 胡为东



摘要：随着半导体工艺的不断发展，数字信号的速率也愈来愈高，Gbps以上的高速信号已经随处可见。面对高
速设计的新领域，硬件设计工程师们需要改变传统的设计理念，他们需要以更加超前的思维去思考自己将要设
计的信号的质量，或许在制定产品设计方案的时候就需要进行调研；需要在设计过程的每一个环节去思考信号
质量问题，如方案设计环节，原理图设计环节，PCB设计环节，测试验证环节等等；需要考虑到系统中的每一
个构成成分可能给信号质量带来的影响，如过孔，电容，电感，阻抗，接插件等等；所有高速设计相关的问题
也常被统称为信号完整性（即SI，Signal Integrity）问题，SI是当前硬件设计工程师们的一个最热门的话题之一。
和SI相关的两个最为重要的工作是信号完整性仿真和信号完整性测试。信号完整性仿真是指使用仿真软件将芯
片、信号传输链路的模型连接到一起，进行初步的信号质量的预测，信号完整性仿真中一个最为重要的模型是S
参数模型，它常被用来模拟传输线、过孔、接插件等的模型，在仿真之初S参数常常是通过电磁场仿真软件等仿
真的方法获得，然后再用相应的测试仪器如TDR、VNA以及力科新推出的新型专用于信号完整性领域的信号完
整性网络分析仪SPARQ等进行测试验证。S参数模型贯穿于整个信号完整性分析过程，它是一切信号完整性问题
的心脏。
关键词： 信号完整性 仿真 S参数 建立时间 保持时间




信号完整性的基本概念 理想的传输通道后会发生各种各样的 建立时间是指在时钟沿到来之
SI（Signal Integrity）是指传输系统 信号完整性问题。从信号质量角度考 前的一段时间内数据必须要保持有效
在信