高速背板中互連的研究.pdf

1、本論文受國家自然科學(xué)基金資助，項(xiàng)目名稱《數(shù)字傳輸信道物理模型的研究》(項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：10505020)。 背板是電信和數(shù)據(jù)通信中，在技術(shù)方面相對(duì)落后的部分，但又是(從開發(fā)的角度和設(shè)備角度看)相對(duì)地昂貴的部分，它已經(jīng)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(shè)計(jì)已經(jīng)成為高速電路設(shè)計(jì)和仿真技術(shù)的會(huì)聚點(diǎn)之一。 電磁場(chǎng)理論的應(yīng)用已經(jīng)在微波領(lǐng)域相當(dāng)成熟。隨著高速互連時(shí)鐘頻率的不斷提高，互連中電磁場(chǎng)的有

2、限傳播速度和波動(dòng)現(xiàn)象：趨膚效應(yīng)、介質(zhì)損耗、輻射損耗開始顯現(xiàn)，此時(shí)在低頻時(shí)適用的電路理論已經(jīng)顯現(xiàn)不足。因此越來越多人研究用電磁場(chǎng)分析方法來解決電路設(shè)計(jì)問題，高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)成為電磁場(chǎng)理論的一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。 由于信號(hào)和傳播模式不同，不可能將成熟的微波設(shè)計(jì)方法直接搬到互連設(shè)計(jì)中來。因此，必須根據(jù)電路的實(shí)際情況，建立合理的物理模型，再將普遍適用的電磁場(chǎng)分析加以簡(jiǎn)化，并用電磁場(chǎng)全波分析軟件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，提取參數(shù)，實(shí)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?dāng)_、差分對(duì)、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(duì)互連線上信號(hào)實(shí)際帶寬的評(píng)估做了詳細(xì)的討論和計(jì)算。最后分析了在高速互連中應(yīng)用電磁場(chǎng)理論的可行性以及需要的理論支持。 第二章對(duì)影響高速互連的各種物理機(jī)制作了詳細(xì)分析；第三章是在這基礎(chǔ)上進(jìn)一步的討論，根據(jù)各種物理機(jī)制對(duì)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(shù)據(jù)率的物理機(jī)制之間

4、的區(qū)別和聯(lián)系。 第四章主要討論的是多導(dǎo)體中的串?dāng)_問題。主要通過建立的多導(dǎo)體模型，用電磁場(chǎng)計(jì)算的方法得到串?dāng)_的電容、電感矩陣，對(duì)串?dāng)_的各種噪聲、導(dǎo)體間距以及防護(hù)線對(duì)串?dāng)_的影響作了詳細(xì)分析。 第五章詳細(xì)分析了差分對(duì)特征阻抗及抗串?dāng)_能力。最后對(duì)差分微帶線和差分帶狀線作了比較，根據(jù)它們不同的電磁場(chǎng)分布，推導(dǎo)出兩種結(jié)構(gòu)下差分信號(hào)的兩個(gè)分量之間的速度存在差別，以致于差分微帶線結(jié)構(gòu)會(huì)引入額外的噪聲。 第六章是本文的另一主要?jiǎng)?chuàng)新