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摘 要: 主要介绍嵌入式系统硬件电路的信号完整性分析,其中详细介绍信号反射和信号串扰的仿真与解决方法。
关键词: 信号完整性;Protel DXP
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)0120019-01
0 引言
本系统以AT91SAM9263为核心设计嵌入式系统电路,整个系统由母版和核心板组成,其中核心板主要将高速总线集中在一起,为了提高整个系统的电磁兼容性和信号完整性,本文主要通过对核心板中信号完整性进行设计与仿真,来提高整个系统的可靠性。
1 Protel DXP中的信号完整性分析与仿真
本系统的设计是在Protel DXP中进行信号完整性分析,下面就以AT91SAM9263与PCB板接口(JP1)的一条I/O网络线为例在Protel DXP下分析典型的反射现象与串扰现象,并给出解决方案和仿真结果。
1.1 信号反射仿真分析
首先在进行仿真前要确认每一个元件的信号完整性模型是否正确,模型匹配可以通过Model Assignments模型分配对话框指定,其次要在设计规则中定义设计的供电网络。
在此选择AT91SAM9263(U1)与PCB板接口(JP1)的一条I/O网络PA17为例来说明串行端接。在源端AT91SAM9263(U1)加入脉冲信号,则在PCB板接口(JP1)的仿真相应曲线
左面四个曲线图中,上两幅曲线为PA22网络,第一幅图为PA22的终端(JP1),第二幅图为PA22的源端AT91SAM9263(U1),可以看到在未接电阻时PA22的终端出现了振铃现象。下两幅曲线为PA23网络,第三幅图为PA23的终端(JP1),第四幅图为PA23的源端AT91SAM9263(U1),可以看PA22网络对PA23网络的源端与终端都产生了串扰,最大的振荡为400mv。根据系统终端专家系统的提示,在攻击网络PA22中串接一个电阻,那么由于PA22网络自身的振荡改善了,因此它对PA23网络的影响也就明显的减小了,如图4所示。
由图可以看出系统在PA22网络中串接了一个40欧姆的电阻后,则PA22的网络的源端与终端的曲线有了明显的改善,同时它对PA23网络的串扰也减小了。
再对其它网络进行相同的网络分析后,经过调整后使它们满足设计要求。以上对高速电路进行信号完整性分析确保了核心板PCB的成功设计。
2 总结
本文主要分析了嵌入式系统核心板的信号反射与信号串扰现象,并通过Protel DXP仿真解決核心板的信号完整性问题。
参考文献:
[1]杨克俊,电磁兼容原理与设计技术[M].北京:人民邮电出版社,2004.
[2]顾海州、马双武,PCB电磁兼容技术设计实践[M].北京:清华大学出版社,2004.
[3]肖麟芬,印制电路板的抗干扰设计[J].电子工程师,2005,31(3):20-22.
关键词: 信号完整性;Protel DXP
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)0120019-01
0 引言
本系统以AT91SAM9263为核心设计嵌入式系统电路,整个系统由母版和核心板组成,其中核心板主要将高速总线集中在一起,为了提高整个系统的电磁兼容性和信号完整性,本文主要通过对核心板中信号完整性进行设计与仿真,来提高整个系统的可靠性。
1 Protel DXP中的信号完整性分析与仿真
本系统的设计是在Protel DXP中进行信号完整性分析,下面就以AT91SAM9263与PCB板接口(JP1)的一条I/O网络线为例在Protel DXP下分析典型的反射现象与串扰现象,并给出解决方案和仿真结果。
1.1 信号反射仿真分析
首先在进行仿真前要确认每一个元件的信号完整性模型是否正确,模型匹配可以通过Model Assignments模型分配对话框指定,其次要在设计规则中定义设计的供电网络。
在此选择AT91SAM9263(U1)与PCB板接口(JP1)的一条I/O网络PA17为例来说明串行端接。在源端AT91SAM9263(U1)加入脉冲信号,则在PCB板接口(JP1)的仿真相应曲线
左面四个曲线图中,上两幅曲线为PA22网络,第一幅图为PA22的终端(JP1),第二幅图为PA22的源端AT91SAM9263(U1),可以看到在未接电阻时PA22的终端出现了振铃现象。下两幅曲线为PA23网络,第三幅图为PA23的终端(JP1),第四幅图为PA23的源端AT91SAM9263(U1),可以看PA22网络对PA23网络的源端与终端都产生了串扰,最大的振荡为400mv。根据系统终端专家系统的提示,在攻击网络PA22中串接一个电阻,那么由于PA22网络自身的振荡改善了,因此它对PA23网络的影响也就明显的减小了,如图4所示。
由图可以看出系统在PA22网络中串接了一个40欧姆的电阻后,则PA22的网络的源端与终端的曲线有了明显的改善,同时它对PA23网络的串扰也减小了。
再对其它网络进行相同的网络分析后,经过调整后使它们满足设计要求。以上对高速电路进行信号完整性分析确保了核心板PCB的成功设计。
2 总结
本文主要分析了嵌入式系统核心板的信号反射与信号串扰现象,并通过Protel DXP仿真解決核心板的信号完整性问题。
参考文献:
[1]杨克俊,电磁兼容原理与设计技术[M].北京:人民邮电出版社,2004.
[2]顾海州、马双武,PCB电磁兼容技术设计实践[M].北京:清华大学出版社,2004.
[3]肖麟芬,印制电路板的抗干扰设计[J].电子工程师,2005,31(3):20-22.