【摘 要】
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现今的高速系统中,信号传输速率及时钟频率的不断提高,当高速信号经过互连线时会产生延迟、反射、衰减、串扰、色散等信号完整性问题。信号完整性问题已成为高速数字系统设计
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现今的高速系统中,信号传输速率及时钟频率的不断提高,当高速信号经过互连线时会产生延迟、反射、衰减、串扰、色散等信号完整性问题。信号完整性问题已成为高速数字系统设计是否成功的关键问题之一。通用串行总线(USB)协会于2008年推出USB3.0规范,数据传输速度达到5Gbps,是USB2.0传输速度的10倍。因此信号完整性问题成为USB3.0电路设计的关键因素。本文首先介绍了USB的总线特点,比较了USB2.0与USB3.0的共同点及差异点,说明了USB3.0的体系结构及数据传输,给出了USB3.0的测试项目。然后,研究了信号完整性问题及其分析方法,推导了不同拓扑结构差分电路的混合模S参数表达式,并将其应用到高速差分互连系统的信号完整性分析。接下来主要围绕电磁建模仿真,运用三维全波电磁仿真软件HFSS,仿真分析了单端和差分传输线上测试点及过孔的添加对USB3.0高速信号传输的影响；然后从这些分析结果中得出结论,建立设计规则,从而指导高速电路的设计,解决信号完整性问题；最后,完成了主板的电路设计、布局与布线；板级USB3.0信号仿真分析；对实际主板的USB3.0信号进行了测试。本论文中提出的设计规则对改善高速信号完整性起到很好的效果,并且已经推广到第三代串行硬件驱动器接口(SATA3.0)设计中。
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