高速电路信号完整性电路设计背景!

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当今电子技术的发展日新月异，大规模超大规模集成电路越来越多地应用到通用系统中。
同时，深亚微米工艺在IC设计中的使用，使得芯片的集成规模更大。从电子行业的发展来
看，1992年只有40%的电子系统工作在30MHz以上的频率，而且器件多数使用DIP、PLCC等体
积大、管脚少的封装形式，到1994年已有50%的设计达到了50MHz的频率，采用PGA，QFP，
RGA等封装的器件越来越多。1996年之后，高速设计在整个电子设计领域所占的比例越来越
大，100MHz以上的系统已随处可见，Bare Die，BGA，MCM这 些体积小、管脚数已达数百甚
至上千的封装形式也已越来越多地应用到各类高速超高速电子系统中。图1所示为自80年代
末IC封装的发展。
由上图可见，IC芯片的发展从封装形式来看，是芯片体积越来越小、引脚数越来越多。同
时，由于近年来IC工艺的发展，使得其速度越来越高。由此可见，在当今快速发展的电子
设计领域，由IC芯片构成的电子系统是朝着大规模、小体积、高速度的方向飞速发展的，
而且发展速度越来越快。这样就带来了一个问题，即电子设计的体积减小导致电路的布局
布线密度变大，而同时信号的频率还在提高，从而使得如何处理高速信号问题成为一个设
计能否成功的关键因素。随着电子系统中逻辑和系统时钟频率的迅速提高和信号边沿不断
变陡，印刷电路板的线迹互连和板层特性对系统电气性能的影响也越发重要。对于低频设
计,线迹互连和板层的影响可以不考虑，当频率超过50MHz时，互连关系必须以传输线考虑
，而在评定系统性能时也必须考虑印刷电路板板材的电参数。因此，高速系统的设计必须
面对互连延迟引起的时序问题以及串扰、传输线效应等信号完整性问题。