當(dāng)前，日漸精細(xì)的半導(dǎo)體工藝使得晶體管尺寸越來越小，因而器件的信號跳變沿也就越來越快，從而導(dǎo)致高速數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域信號完整性問題以及電磁兼容性方面的問題日趨嚴(yán)重。信號完整性問題主要包括傳輸線效應(yīng)，如反射、時延、振鈴、信號的過沖與下沖以及信號之間的串?dāng)_等，其中信號串?dāng)_為復(fù)雜，涉及因素多、計算復(fù)雜而難以控制。所以今天的電子產(chǎn)品設(shè)計迫切需要區(qū)別于傳統(tǒng)設(shè)計環(huán)境、設(shè)計流程和設(shè)計方法的全新思路、流程、方法和技術(shù)。

　　

　　EDA技術(shù)已經(jīng)研發(fā)出一整套高速PCB和電路板級系統(tǒng)的設(shè)計分析工具和方法學(xué)，這些技術(shù)涵蓋高速電路設(shè)計分析的方方面面：靜態(tài)時序分析、信號完整性分析、EMI/EMC設(shè)計、地彈反射分析、功率分析以及高速布線器。同時還包括信號完整性驗證和Sign-Off，設(shè)計空間探測、互聯(lián)規(guī)劃、電氣規(guī)則約束的互聯(lián)綜合，以及專家系統(tǒng)等技術(shù)方法的提出也為高效率更好地解決信號完整性問題提供了可能。

　　

　　串?dāng)_控制的信號完整性設(shè)計

　　

　　高速PCB設(shè)計規(guī)則通常分兩種：物理規(guī)則和電氣規(guī)則。所謂物理規(guī)則是指設(shè)計工程師指定基于物理尺寸的某些設(shè)計規(guī)則，比如線寬為4Mil，線與線之間的間距為4Mil，平行走線長度為4Mil等。而電氣規(guī)則是指有關(guān)電特性或者電性能方面的設(shè)計規(guī)則，如布線延時控制在1ns到2ns之間，某一個PCB線上的串?dāng)_總量小于70mV等等。

　　

　　定義清楚了物理規(guī)則和電氣規(guī)則就可以進(jìn)一步探討高速布線器。目前市場上基于物理規(guī)則(物理規(guī)則驅(qū)動)的高速布線器有AutoActive RE布線器、CCT布線器、BlazeRouter布線器和Router Editor布線器，實際上這些布線器都是物理規(guī)則驅(qū)動的自動布線器，也就是說這些布線器只能夠自動滿足設(shè)計工程師指定的物理尺寸方面的要求，而并不能夠直接受高速電氣規(guī)則所驅(qū)動。

　　

　　電氣規(guī)則直接驅(qū)動的高速布線器對于確保高速設(shè)計信號完整性來說非常重要，設(shè)計工程師總是先得到電氣規(guī)則而且設(shè)計規(guī)范也是電氣規(guī)則，換句話說我們的設(shè)計終必須滿足的是電氣規(guī)則而不是物理規(guī)則，終的物理設(shè)計實現(xiàn)滿足設(shè)計的電氣規(guī)則要求才是本質(zhì)的。物理規(guī)則僅僅是元器件廠商或者是設(shè)計工程師自己對電氣規(guī)則作的一種轉(zhuǎn)換，我們總是期望這種轉(zhuǎn)換是對等的，是一一對應(yīng)的。而實際情況并非如此。

　　

　　以采用LVDS芯片來完成高速率(高達(dá)777.76Mbps)、長距離(長達(dá)100M)的數(shù)據(jù)傳輸為例，由于LVDS技術(shù)的信號擺幅是350mV，那么通常的設(shè)計規(guī)范總是要求信號線上總的串?dāng)_值應(yīng)該小于等于信號擺幅的20%，也就是串?dāng)_的總量大為350mV×20%=70mV，這就是電氣規(guī)則，其中20%的百分比取決于LVDS的噪聲容限。

　　

　　對于IS_Synthesizer來說，設(shè)計工程師只要指定該LVDS信號線上的串?dāng)_值大小，布線時就能夠自動調(diào)整和細(xì)化來確保滿足電性能方面的要求，在布線過程中會自動考慮周圍所有信號線對該LVDS信號的影響。而對基于物理規(guī)則驅(qū)動的布線器來說，首先需要進(jìn)行一些假想的分析和考慮，設(shè)計工程師總是認(rèn)為信號之間的串?dāng)_僅僅取決于平行信號之間并行走線的長度，所以可以在高速電路設(shè)計的前端環(huán)境中做一些假想的分析，比如可以假定并行走線的長度是2.5mil，然后分析它們之間的串?dāng)_，這個值可能并不是70mV，但是可以根據(jù)得到的結(jié)論來進(jìn)一步調(diào)整并行走線的長度，假如恰好當(dāng)并行走線的長度是某一個確定的值如7mil時信號之間的串?dāng)_值基本上就是70mV，那么設(shè)計工程師就認(rèn)為只要保證差分線對并行走線的長度控制在7mil范圍以內(nèi)就能夠滿足這樣的電氣特性要求(信號串?dāng)_值控制在70mV以內(nèi))，于是在實際的物理PCB布局布線時設(shè)計工程師就得到了這樣一個高速PCB設(shè)計的物理規(guī)則，常規(guī)的高速布線器都可以確保滿足這種物理尺寸方面的要求。