(源端串联匹配分析案例.docVIP

对高速信号线匹配问题的分析 问题的提出 在研发过程中，有设计人员提出，在850(CPU)的地址线上不应该加匹配串联电阻，并主张在原来设计中有串联匹配电阻的要去掉。 但根据高速信号设计原则，对高速高频信号线必须根据实际布局情况考虑信号线的匹配，否则有可能引起信号完整性问题，产生大的过冲或振玲等现象，使设计留下隐患。 为了明确上述问题，我们做了以下工作。 试验分析 为了对加匹配串联电阻和不加匹配串联电阻这二种情况进行比较，我们进行了下面的测试。测试的原理简图见图1，PCB布局见图2。 测试是在收信板BRX上进行的。将BRX通电跑起来后，对850的一根地址线进行了测试，测试数据为其244的一根输出线上所带三个负载输入端的信号波形。850（CPU）的时钟由50MHz晶振分频提供，其工作频率为25MHz。 测试的原理简图见图1， 图1 测试的原理简图 测试了以下几种情况： 244的型号为PI74FCT163244VC，驱动输出端不加33欧串联电阻，测试结果见图3、图4、图5。 244的型号为PI74FCT163244VC，驱动输出端加33欧串联电阻，测试结果见图6、图7、图8。 244的型号为PI74ALVCH162244V，驱动输出端不加33欧串联电阻，测试结果见图9、图10、图11。 244的型号为PI74ALVCH162244V，驱动输出端加33欧串联电阻，测试结果见图12、图13、图14。 上面测试了二种型号的244，分别为PI74FCT163244VC和PI74ALVCH162244V，二种型号的封装一致，主要区别在于，在PI74ALVCH162244V的输出端，内部等效串联了一个25欧的电阻，而PI74FCT163244VC没有。 测试结果： 图3 BOOT输入端信号波形 （244为PI74FCT163244VC，不加33欧串联电阻，上面和下面的过冲幅度均约为800mV） 图4 FLASH输入端信号波形 （244为PI74FCT163244VC，不加33欧串联电阻，上面和下面的过冲幅度均约为900mV） 图5 FPGA输入端信号波形 （244为PI74FCT163244VC，不加33欧串联电阻，上面的过冲约700m V，下面超过1000mV） 图6 BOOT输入端信号波形 （244为PI74FCT163244VC，加33欧串联电阻，基本没有过冲） 图7 FLASH输入端信号波形 （244为PI74FCT163244VC，加33欧串联电阻，基本没有过冲） 图8 FPGA输入端信号波形 （244为PI74FCT163244VC，加33欧串联电阻，基本没有过冲） 图9 BOOT输入端信号波形 （244为PI74ALVCH162244V，不加33欧串联电阻，上面和下面的过冲幅度均约为200mV） 图10 FLASH输入端信号波形 （244为PI74ALVCH162244V，不加33欧串联电阻，上面过冲幅度约为200mV，下面约为200mV） 图11 FPGA输入端信号波形 （244为PI74ALVCH162244V，不加33欧串联电阻，过冲很小） 图12 BOOT输入端信号波形 （244为PI74ALVCH162244V，加33欧串联电阻，没有过冲） 图13 FLASH输入端信号波形 （244为PI74ALVCH162244V，加33欧串联电阻，没有过冲） 图14 FPGA输入端信号波形 （244为PI74ALVCH162244V，加33欧串联电阻，没有过冲） 上面的测试结果表明： 当244内部没有串联电阻时，如果外部不加串联匹配电阻，三个负载（Boot、Flash、FPGA）输入端的信号波形都存在较大的过冲，有的过冲幅度超过1000mV。 当244内部没有串联电阻时，如果外部加了串联匹配电阻（33欧），三个负载（Boot、Flash、FPGA）输入端信号波形上的过冲非常小。 当244内部有串联电阻（25欧）时，如果外部不加串联匹配电阻，三个负载（Boot、Flash、FPGA）输入端信号波形上的过冲较小。 当244内部有串联电阻（25欧）时，如果外部加了串联匹配电阻（33欧），三个负载（Boot、Flash、FPGA）输入端信号波形上没有过冲，但信号沿有较大的延迟。 三、简单理论分析 在电子产品的研发中，电路的功能一般要通过PCB布线设计来实现。当信号的频率或速率较低时，PCB上的信号线可以按集总参数来处理。但当信号的频率或速率很高时，则必须要考虑信号线分布参数的影响，将信号线当作传输线来对待。 传输线一般用特性阻抗ZC和传播常数来描述，ZC和取决于线的分布参数，主要