高速电路设计揭秘:PCI与PCIe的硬件与软件实践
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更新于2024-08-06
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"高速信号与高速设计-深入pci与pcie:硬件篇和软件篇"
在高速信号与高速设计领域,随着技术的进步,系统时钟频率不断提升,导致信号边沿变陡,使得PCB(印刷电路板)的走线和板层特性对系统电气性能的影响越来越显著。传统的低频设计方法在频率超过50MHz时不再适用,因为此时走线必须被视为传输线来考虑。当频率达到120MHz及以上,高速电路设计技术成为必要,否则设计的PCB将无法正常工作。
高速电路通常定义为工作频率在45MHz至50MHz以上,且占系统一定比例的电路。关键在于信号边沿的谐波频率,而非信号本身,因为信号的上升和下降沿导致了传输线效应。当线传播延迟超过信号上升时间的一半时,高速信号的传输线效应变得重要。如果传输延迟过长,反射信号可能在信号状态改变前到达驱动端,干扰信号逻辑,反之则可能在状态改变后到达,同样可能造成逻辑错误。
在这样的背景下,理解并解决互连延迟、时序问题以及串扰等信号完整性问题是至关重要的。例如,PCI(外围组件互联)和PCIe(外围组件互联Express)是高速接口标准,它们在硬件设计中要求精确的信号控制和管理,以确保数据传输的准确性和可靠性。
《EDA工具手册》中,特别提到了中兴通讯康讯EDA设计部使用Cadence Allegro SPB 15.2进行设计的工作流程。手册涵盖原理图设计、PCB设计、高速仿真、约束管理和自动布线等多个方面,为新员工提供了基础学习资料,帮助他们快速掌握Cadence软件的使用。Cadence Allegro是一个强大的EDA工具,用于实现复杂的电路板设计,包括库管理、设计转换、物理设计和加工数据生成等功能,尤其在高速PCB设计中发挥着重要作用。
库管理是Cadence设计流程的关键环节,包括原理图库、PCB库和仿真库的管理,每个库都有其特定的结构和用途。例如,原理图库(ConceptHDL)用于存储元器件符号,PCB库包含实际电路板的元件模型,而仿真库则支持高速信号的仿真验证。
通过这本手册,工程师能够学习如何遵循公司的PCB设计规范,掌握一些常用技巧,解决常见问题,最终实现高效、高质量的高速电路设计。Cadence的约束管理器允许用户对信号进行精确约束,以确保设计满足严格的电气规则,而自动布线器(PCBRouter)则自动化了复杂的布线任务,提高设计效率。
高速信号与高速设计涉及多个层面的技术挑战,需要设计师具备深厚的理论知识和实践经验。通过使用先进的EDA工具如Cadence Allegro,并结合详尽的手册指导,设计者可以应对这些挑战,实现高性能的高速系统设计。
2021-09-09 上传
2020-05-19 上传
2021-09-15 上传
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