高速数字通信中的远端串扰建模分析

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1、万方数据2010年第12期，第43卷总第228期通信技术CommunicatiOIlSTechnologyV01．43，No．12，2010No．228，TotallY高速数字通信中的远端串扰建模分析刘鹏，鞠华方，刘艳霞(浪潮高效能服务器和存储技术国家重点实验室，山东济南250101)【摘要】当今电子产品不断更新换代，性能不断提升，需要处理的数据量不断增大，信号的速度也随之越来越快，印刷电路板(PCB)的面积反而越来越小。这就导致信号线的密度越来越大，不同信号线之间信号就会出现相互影响，也就是串扰．针对高速数字通信系统

2、中传榆链路之间的信号问串扰，建立等效电路模型，推导出远端串扰噪音的计算公式，提出改善措施，并最终使用HSPICE进行了仿真验证。【关键词】远端串扰；信号完整性；互容；互感【中图分类号】TP991．4【文献标识码】A【文章编号l1002-0802(2010)12-0009-03ModelingandAnalysisofFar——EndCrosstalkinHigh——SpeedDigitalCommunicationsLIUPeng，JUHua—fang，LIUYan—xia(StateKeyLaboratoryofLa

3、ngchao，JinanShandong250101。China)[Abstract]Thenewgenerationelectronicsproductionsisalwaysinupgradeoftheperformance，expansionoftheto—be—processeddata，andthespeeding—upofsignaltransmissionspeed，whileinreductionofPCBsize．A11thesewouldleadtohigherlayoutdensity，andth

4、ustomutualinfluenceofbetweendifferentsignals．thatis，crosstalk．Forthecrosstalkofbetweenthehigh—speedsignals，theequivalentcircuitmodeloftwotransmission1inesinhighspeeddigitalcommunicationsystemisestablished．Thepapergivesthefar—endcrosstalkmathematicsexpressionsbas

5、edonthemodel，proposesthemodifiedmethods．TheconelusionsareprovedbyHSPICEsimulation．[Keywords]far—endcrosstalk：signalintegrity：mutualcapacitot：mutualinductor0引言如今的高速数字通信系统正在加速进入lOGb／s以上的高速信号时代。通信系统中信号速率的提升，走线密度的增大及通信空间的不断减小导致信号完整性问题越来越明显。远端串扰就是高速数字通信中由互容与互感效应引起的一种

6、信号完整性问题”11。在低速时代，不受重视的远端串扰问题对于高速信号就完全不是一回事了。高速芯片非常低的电压门限值加上非常大的df／d，和dv／dt的变化率，互容与互感即使比较小也会引起终端IO口的误触发，导致信息传输失败，引起信号完整性问题o】。通过分析高速数字通信传输链路中动态侵害信号线与收■日期：2010-05-27．作者俺介-刘膊(1982一)．男．硕士研究生．工程师．主要研宄方向为信号完整性设计l鞠华方(1981一)．女，硕士研宄生．工程师．主要研宄方向为信号完整性设计；刘艳虞(1979-)，女．学士．工程师

7、，主要研究方向为信号完整性设计．静态被侵害信号线之间的作用，针对电场与磁场的串扰分别建立等效互容与互感庖路模型“‘“。并通过分析动态信号线与静态信号线之间的互容与互感作用推导出数学表达式，得到最终影响远端接收端信号质量的远端串扰电压计算公式b⋯。根据推导出的公式现提出减小远端噪音的改进策略，并通过HSPICE仿真数据验证电路模型与数学公式的准确性。1等效电路建模为了分析两根信号线之间的串扰关系，首先建立单根信号线的等效电路模型“·”，如图l所示。信呼路径￡??中川’一IG暑5卡c返回路径图1单根信号线的等效电路模型9万

8、方数据尺为单位长度信号线的串联电阻；￡为单位长度信号线的串联电感；G为单位长度信号线与返回路径之间的并联电导：C为单位长度信号线与返回路径之间的并联电容。在此RLGc模型中，c和￡会随着信号电压与电流的变化产生变化的电场与磁场，进而通过电场与磁场影响周围的信号线，这就会产生串扰噪音。为了更加直观的描述这种电场与磁场，采用互容与互感