时域有限差分法在信号完整性中的应用

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随着电子技术如半导体器件和电子信息技术的飞速发展,高速大规模集成电路芯片(IC)的集成度和工作速度随着其功能的增强而不断增加,信号脉冲的速度越来越快,高速设计在整个电子设计领域中所占的比例已越来越大。而IC芯片构成的电子系统的发展方向是大规模、小体积、高速度,导致在设计过程中由于体积的减小而使电路的布局布线密度变大,从而使得如何确保高速信号的完整(信号完整性)成为一个设计能否成功的关键。其中作为集成电路系统中信号互连线的多导体传输线,其时域响应分析成了保证高速电子信息系统正常工作的必须环节。本文利用时域有限差分法(FDTD),并配以理想匹配层(PML)吸收边界条件来分析和研究信号完整性问题,对平面平行耦合微带线做了系统的频域响应分析。在降低平面平行耦合微带线之间的串扰问题上,文中采用两种方法进行模拟分析,并正确提取了它们各自的主要参数,对相关的平面耦合微带线布线设计具有一定的参考价值。由于微带传输线容易制造,它是制造多芯片模块、单片微波集成电路等复杂电路的基本单元,使得微带线在高速设计中成为重点。又因为在PCB布线中,微带线拐角是一种经常遇到的不连续性结构,因此文中在平面平行耦合微带线的基础上又对带有拐角的耦合微带线间的串扰及两层PCB板中微带线间的串扰问题进行了模拟和分析,这些用FDTD算法分析微带线的方法可以推广到其他结构中,具有一定的参考价值。
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