高速背板中互連的研究.pdf

1、本論文受國家自然科學基金資助，項目名稱《數字傳輸信道物理模型的研究》(項目批準號：10505020)。 背板是電信和數據通信中，在技術方面相對落后的部分，但又是(從開發(fā)的角度和設備角度看)相對地昂貴的部分，它已經成為提高傳輸速率的“瓶頸”。提高傳輸率是電子工業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)，高速背板的設計已經成為高速電路設計和仿真技術的會聚點之一。 電磁場理論的應用已經在微波領域相當成熟。隨著高速互連時鐘頻率的不斷提高，互連中電磁場的有

2、限傳播速度和波動現(xiàn)象：趨膚效應、介質損耗、輻射損耗開始顯現(xiàn)，此時在低頻時適用的電路理論已經顯現(xiàn)不足。因此越來越多人研究用電磁場分析方法來解決電路設計問題，高速數字電路設計成為電磁場理論的一個新的應用領域。 由于信號和傳播模式不同，不可能將成熟的微波設計方法直接搬到互連設計中來。因此，必須根據電路的實際情況，建立合理的物理模型，再將普遍適用的電磁場分析加以簡化，并用電磁場全波分析軟件進行數值計算，提取參數，實現(xiàn)一套完整的仿真方案。

3、本論文正是在這種思路下分析了高速背板中互連的串擾、差分對、輻射等問題。 在論文第一章里介紹了研究高速背板中互連的現(xiàn)狀及意義，對互連線上信號實際帶寬的評估做了詳細的討論和計算。最后分析了在高速互連中應用電磁場理論的可行性以及需要的理論支持。 第二章對影響高速互連的各種物理機制作了詳細分析；第三章是在這基礎上進一步的討論，根據各種物理機制對互連的影響做工作區(qū)域劃分，用這樣的方式討論，能更清晰的理解各種影響數據率的物理機制之間

4、的區(qū)別和聯(lián)系。 第四章主要討論的是多導體中的串擾問題。主要通過建立的多導體模型，用電磁場計算的方法得到串擾的電容、電感矩陣，對串擾的各種噪聲、導體間距以及防護線對串擾的影響作了詳細分析。 第五章詳細分析了差分對特征阻抗及抗串擾能力。最后對差分微帶線和差分帶狀線作了比較，根據它們不同的電磁場分布，推導出兩種結構下差分信號的兩個分量之間的速度存在差別，以致于差分微帶線結構會引入額外的噪聲。 第六章是本文的另一主要創(chuàng)新