【硕士论文】超高速数据采集系统的时序设计与信号完整性分析.pdf

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1、南京理工大学硕士学位论文超高速数据采集系统的时序设计与信号完整性分析姓名：黄春行申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：朱晓华20040301硕士论文y．．624382超高速数据采集系统的时序设计与信号完整性分析摘要在高速数字系统中，很高的时钟频率和高速的数据传输对系统的时序设计和印刷电路板(PCB)设计提出了苛刻的要求。在高速数字系统的设计中，信号完整性分析是系统设计的主要手段之一。本文主要讨论了高速数字系统中的信号完整性分析方法，并以一个具体的超高速数据采集系统为例，详细研究了超高速数据采集系统的时序设计和PCB设计，并用信号完整性分析工具进行系统时序的

2、分析和PCB关键网络拓扑结构的仿真。本文首先介绍了信号完整性分析的基本概念和仿真模型，然后阐述了一个具体的超高速数据采集系统的框架、原理和实现方案。接着分别研究了超高速数据采集系统的时序设计和PCB设计方法。在该系统的时序设计中，我们首先依据系统的源同步数据传输模型设计整个系统的时序，然后用Cadence公司的信号完整性分析软件SigXplore进行系统的时序分析，以满足超高速数据采集系统的时序要求。在高速数字系统的PCB设计方面，我们首先归纳了高速数字系统PCB设计中的叠层设计、器件布局和PCB布线的一些基本规则。并用Cadence公司的PCB设计软件Allegr

3、o设计了该数据采集系统的PCB，最后用软件SigXplore对该PCB的关键网络拓扑结构进行了仿真。分析和仿真结果表明，通过在设计中运用信号完整性分析方法，本文设计的超高速数据采集系统能满足工作时序的要求。关键词：超高速数据采集，信号完整性。时序设计，PCB设计———————————————————————————————————————————————一——一堡圭笙苎塑壹垩墼塑墨塞墨堕塑堕生望生兰笪昱塞丝丝坌堑一AbstractForthetimingandtheprintedcircuitboard(PCB)designofhigh—speeddigitalsy

4、stem，highclockfrequencyandhighdatatransmissionvelocitymayresultinsomedifficultyandthesignalintegrity(SI)analysisisanimportantassistantdesignt001．ThisthesismainlydiscussedtheSIanalysistechniqueandthetimingandPCBdesignmethodofarealulnahigh-speeddataacquisition(UHDA)system．Thenweappliedth

5、eSIanalysistechniqueinthetiminganalysisandtopologysimulationofthecriticalnetsinthisUHDAsystem．ThethesisintroducedthebasicconceptsandsimulationmodelsoftheSIanalysisfirstly．ThenwediscussedtheUHDAsystemframeandbasicprincipleandproposedaspecificimplementationscheme．Moreover,thetimingdesign

6、andPCBdesignoftheUHDAsystemwereresearched．Forthesystemtimingdesign，wedesignedthewholesystemtimingbasedonthesource—synchronousdatatransmissionmodelandanalyzedthesystemtimingbyusingtheSIanalysissoftwareSigXploreofCadenceIncorprationtosarisfythesystemtimingrequirements．WithrespecttothePCB

7、designofthehigh·speeddigitalsystem，weconcludedsomebasicrulesofthestack-updesign，componentplacementandPCBroute．ThenwedesignedthePCBofthisUHDAsystembyusingthePCBdesignsoftwareAllegroandsimulatedthecriticalnetstopologyofthePCBbyapplyingthesoftwareSigXplore．ThetiminganalysisandSIsimulati