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1．1．課題的研究背景隨著人們對電子設備的小型化和多功能化要求越來越高，當今的電子系統正朝著高速化和小體積化的方向發展。沿著這個方向，現代電子系統的信號速率、時鐘速率和集成電路的輸出開關速度也在不斷增加。從數字系統的工作頻率看，越來越多的系統工作在lOOMitz以上，約50％的設計時鐘頻率都超過了50MHz，有近20％的設計主頻超過了120mHz。信號邊沿也變得越來越陡峭，目前信號的最小切換時間已經達到皮秒級。電子系統中系統時鐘頻率迅速提高和信號邊沿不斷變陡，使得PCB的信號走線和基板材料的特性對系統電氣性能的影響越來越大。對于低頻設計，信號走線和基板材料的影響可以不予考慮，但當信號頻率超過50MHz時，信號的走線就必須考慮其傳輸線效應，而在評定系統性能時也必須考慮電路板基材的電參數。另一方面，隨著芯片制造與芯片封裝技術的不斷進步，芯片體積在不斷減小，引腳數目在不斷增多，這導致了PCB上的元件密度和信號線密度不斷增大。元器件的布局密度不斷增大，彼此間的間隔變得越來越小，相互間的電磁感應和電磁干擾就越來越嚴重。可見，當前電子系統的發展為PCB的設計帶來了一個問題，即信號頻率上升、體積減小和布線密度增大，使得PCB的信號完整性問題越來越突出nH引。電子系統如果沒有良好的信號完整性，就不能良好的工作，甚至根本不能工作。現代PCB設計時必須充分考慮信號完整性。然而影響PCB信號完整性的因素很多。諸如元器件的電磁特性、基板材料的特性、元器件的布局位置以及信號的布線狀況等因素都會影響到PCB的信號完整性。因此，在PCB設計時如何快速的分析電路板的信號完整性、采取有效的信號完整性設計方法已經成為當今PCB設計領域中研究的熱門課題瞄。1．2．信號完整性概述及其研究現狀信號完整性(SignalIntegrity，SI)是指信號在信號線上傳輸的質量。對于數字電路，就是要信號在電路中能以正確的時序和電壓做出響應。如果電路中信號能夠以要求的時序、持續時間和電壓幅度到達接收端，就表明該電路具有較好的信號完整性。反之，就說明出現了信號完整性問題。在數字電路中，信號完整性問題主要表現為振鈴、過沖、欠沖、時延、同步切換噪聲和地彈等現象。為了正確識別和處理數據，IC要求數據在時鐘邊沿前后處于穩定狀態。這段時間內如果信號不穩定或狀態發生改變，IC就可能誤判甚至丟失部分數據。在高速數字電路中，信號能以要求的時序、持續時間和電壓幅度到達IC時，該電路就有很好的信號完整性。如出現諸如振蕩、過沖、下沖等信號完整性問題(如圖1-1所示)，就會造成時鐘間歇振蕩，從而導致電路誤觸發和接收數據出錯。此外，數字電路中邏輯器件內部和PCB上的其他數字信號在進行同步切換時，因電源線和地線的阻抗以及器件的引線電感會在系統中產生同步切換噪聲(SSN)，在地線上引起地彈噪聲。諸如此類的信號問題會嚴重影響電路的性能H1。

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