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如何打造成为一个优秀的信号完整性工程师必须掌握的9大招

 FY飞月 2020-05-26

编者注:这篇文章是5年前在公众号发布的第一篇文章,正好5年整的时间。这篇文章被很多网站转载过,也被一些学校的老师用来给一些学生当学习参考。非常感谢大家的认可与一直的陪伴。5年的时间我们做了很多,其实我们还可以做的更多,期待接下来的一个5年... ...

本文几乎没用动过,依然还保持着5年前的样子。

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1 信号完整性基础知识

       想从事信号完整性工作就必须对整个信号完整性的理论基础有一个很明晰的了解。至少要熟读基本信号完整性方面的书籍,了解什么是信号完整性;了解信号完整性研究的对象和内容是什么;信号完整性与哪些因素有关系;信号完整性会影响到产品的哪一个方面;等等。

2 熟悉评估各种高速互连器件

       信号完整性是一个比较宽泛的概念,这个概念最主要还是体现在整个电路和方案的设计上。那么电路链路中的高速互连器件就是信号完整性的重要组成部分。了解和熟悉高速互连器件,如发送端芯片、接收端芯片、连接器、线缆等等。不仅仅要考虑其性能,更需要考虑成本、工艺参数要求、封装、供应商质量等等。

3电路原理

       信号完整性是属于硬件设计的一个部分,但是又不仅仅考虑的是硬件电路的设计。电路原理是信号完整性的极其重要的一个部分。电路原理设计包括电路系统框图和电路的设计。这是信号完整性工程师必须具备的基本技能。这也是有系统设计延伸而来的,如何实现系统设计的目标,就是电路原理设计的目的。

4 熟悉各总线协议

       总线协议是每一个信号完整性工程师必须要了解的内容。因为这是信号如何传输的依据,也是判断信号是否满足设计要求的根本。

5 熟悉PCB layout设计

       在高速电路迅速发展的现阶段,原理方案设计已经变得越来月简单。现在的消费类产品,如手机,就是那么几家的解决方案,CPU确定,那么其方案、外围电路已然确定,但是不同的公司设计出来的产品外观和质量都是不同的,即使是同一家公司设计出来的产品也是不同的,外观是有ID和ME所确定,性能的不一样就是PCB设计的不一样。一个产品的PCB设计不仅仅要连通各个模块,还需要使性能最优、满足各兼容性测试、符合生产工艺等等。

6 熟悉PCB材料

       PCB是产品中最大的一颗元器件,那么制造这个元器件的原料就变得越来越重要,特别是对于高速电路来讲。信号完整性是否满足设计要求,一部分原因就是由PCB材料决定的。目前,PCB材料有成千上万种,从中选择符合产品设计的材料,是越来越多信号完整性工程师需要完成的一项工作。

7 熟悉至少一种仿真软件

       信号完整性的工作之一就是提高产品设计的效率,缩短产品研发的周期,迅速使产品推向市场。那么在产品设计的前期就需要对产品中的关键的信号进行仿真,使研发人员尽可能的了解到产品存在什么样的风险,并使风险降到最低。不管是ADS,还是EMPro/HFSS/Hyperlynx/Cadence,或者是Hspice,对于信号完整性工程师来讲至少要熟悉一种仿真软件。这样才能增加你设计的信心。

8 熟悉测试测量

       对于一个产品设计来讲,测试和测量是产品研发阶段必不可少的一个环节。信号完整性工程师必须要熟练使用各种测试测量设备,基本的设备就是实时示波器、采样示波器、网络分析仪、阻抗测速仪、信号源、稳压源、数字万用表等,高阶一点的就是误码分析仪、协议分析仪、频谱分析仪、探针台、温箱等等。如果不会使用设备,就很难找到产品的问题点在哪里,那就无从说起设计一个好的产品。当然,还有一些最基本的,比如烙铁、热风枪的使用。

9 分析和解决问题的能力

       不管是仿真还是测试,对于一个优秀的信号完整性工程师来讲,分析和解决问题才是最重要的。对于现在很多工程师来讲,得到一个测试或者是仿真的波形曲线很简单,复杂的是要能理解波形曲线表示的意义和代表的问题,并最终能解决其。比如,在测试的时候存在一个非单调,那么首先要知道这是一个非单调,然后再分析其是因为测试设备没有校准,引起的,还是由于人为的因素引起的,亦或是测试点的选择不正确,亦或是芯片本身存在的问题,亦或是传输线阻抗匹配的问题等等,找到问题之后才能对症下药。

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