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[讨论] 芯片级的SI分析除了串扰,还有什么要考虑的吗?

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发表于 13 小时前 | 显示全部楼层 |阅读模式

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和PCB的有什么不同吗?
发表于 4 小时前 | 显示全部楼层
在芯片级信号完整性(SI)分析中,除了串扰(Crosstalk),还需要综合考虑以下关键因素:  
1. ​反射(Reflection)​ ​阻抗不匹配:传输线阻抗与驱动端或接收端阻抗不匹配会导致信号反射,引起波形畸变(如振铃、过冲、下冲)。 ​端接策略:需通过串联端接、并联端接或戴维南端接等方式优化阻抗匹配,减少反射。
2. ​时序(Timing)​ ​信号延迟:传输线延迟、驱动器/接收器延时需满足系统时序要求。 ​时钟抖动(Jitter)​:包括随机抖动(RJ)和确定性抖动(DJ),影响同步接口(如DDR、SerDes)的时序裕量。 ​建立/保持时间(Setup/Hold Time)​:确保信号在接收端采样窗口内稳定。
3. ​电源完整性(Power Integrity, PI)​ ​电源噪声:电源电压波动(如IR Drop、地弹)会通过电源-信号耦合影响信号电平。 ​电源分配网络(PDN)设计:需优化去耦电容、电源层阻抗,确保供电稳定。 ​同时开关噪声(SSN)​:多个信号同时切换时,电流突变引发电源噪声。
4. ​传输线损耗(Transmission Line Loss)​ ​趋肤效应(Skin Effect)​:高频信号电流集中在导体表面,导致电阻增加。 ​介质损耗(Dielectric Loss)​:高频下介质材料的极化损耗,需通过材料选型(如低Dk/Df材料)和预加重(Pre-emphasis)、均衡(Equalization)补偿。
5. ​封装与互连(Package & Interconnect)​ ​寄生参数:封装引线、键合线、焊球的寄生电感和电容会引入额外延迟和反射。 ​3D电磁建模:需对封装结构进行全波仿真,提取高频寄生参数。
6. ​热效应(Thermal Effects)​ ​温度相关参数:温度变化影响导体电阻、介质常数,导致阻抗和损耗变化。 ​散热设计:局部热点可能引发电迁移(Electromigration)或参数漂移。
7. ​工艺变化(Process Variation)​ ​制程偏差:制造中的线宽、厚度、介电常数等波动会影响传输线特性。 ​蒙特卡洛分析:需评估工艺波动对SI的影响,确保设计鲁棒性。
8. ​电磁兼容性(EMC/EMI)​ ​辐射与耦合:高频信号可能通过封装或PCB辐射电磁干扰,需通过屏蔽、布线优化抑制。 ​共模噪声:差分信号不对称性导致的共模辐射需重点关注。
9. ​信号边沿速率(Slew Rate)​ ​高频成分:快速上升/下降沿包含更多高频分量,加剧损耗、串扰和辐射问题。 ​驱动能力优化:需平衡边沿速率与功耗/EMC需求。
10. ​仿真模型精度 ​IBIS/SPICE模型:需确保驱动器、接收器模型的准确性,尤其是高频行为。 ​传输线模型:使用RLGC矩阵、S参数或全波模型精确表征互连特性。
11. ​端到端通道分析 ​链路整体性能:结合芯片、封装、PCB的联合仿真,评估眼图、误码率(BER)。 ​均衡技术:针对长距离或高损耗通道,采用DFE、CTLE等均衡方案。
总结:芯片级SI分析需在多物理场(电、热、工艺)和多层级(晶体管、互连、系统)的框架下,通过协同仿真和优化,解决信号质量、时序、功耗和可靠性问题。需结合具体应用场景(如高速SerDes、DDR、射频前端)选择关键分析维度。
 楼主| 发表于 半小时前 | 显示全部楼层


flscut 发表于 2025-3-17 10:32
在芯片级信号完整性(SI)分析中,除了串扰(Crosstalk),还需要综合考虑以下关键因素:  
1. ​反射(Ref ...


谢谢回答,我看第五点和第七点有提到说封装互连和工艺之类的,如果只是涉及到数字后端的tapeout前signoff的话是不是就不用考虑这些呢?
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