High Speed Serdes Devices and Applications pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Stauffer, David Robert/ Mechler, Jeanne Trinko/ Sorna, Michael A./ Dramstad, Kent/ Ogilvie, Clarence

出品人:

页数:500

译者:

出版时间:2008-9

价格:$ 190.97

装帧:

isbn号码:9780387798332

丛书系列:

图书标签:

SerDes
高速串行接口
通信协议
信号完整性
芯片设计
高速电路
数据通信
半导体
电子工程
应用电路

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具体描述

The material provides the reader with an understanding of the features and functions typically found on HSS devices. It explains how these HSS devices are used in protocol applications and the analysis which must be performed to use such HSS devices. The book is an assimilation of various topics with a focus on what chip designers need to understand in order to design chips using HSS cores. The reader is first introduced to the basic concepts and the resulting features and functions typical of HSS devices. HSS devices are used in the context of a protocol application. The reader is then introduced to the basic concepts used by protocols, and overviews are provided for several protocol standards in which HSS devices are commonly used. Additional chapters describe the features, functions, and considerations associated with designing and analyzing a reference clock distribution network, as well as testing HSS hardware, analyzing signal integrity, and analyzing power consumption. Finally, any HSS core is not complete without a set of design kit models to facilitate integration within the chip design, and special topics uniquely related to design kits for HSS cores are discussed in the final chapter.

深入理解现代通信系统中的光电转换与高速互联技术本书旨在为工程师、研究人员和高级学生提供一个全面而深入的视角，聚焦于高速通信领域中至关重要的信号完整性、电磁兼容性（EMC）以及先进封装技术在实现高数据速率传输中的关键作用。我们将探讨从底层物理学原理到实际系统设计与验证的完整流程，特别关注在PCB设计、连接器选择和系统集成层面所面临的挑战与解决方案。第一部分：高速信号传输的物理基础与建模本部分首先建立起理解高速系统行为所需的理论框架。我们将详细剖析传输线理论的现代应用，超越传统的Lumped Element模型，深入探讨分布式参数系统对信号边沿速率和眼图质量的影响。核心内容包括：传输线理论的精确应用：讨论无损与有损传输线的特性阻抗控制、反射分析（S参数与TDR/TDT测量）在实际PCB层叠设计中的指导作用。重点分析介质损耗（Dielectric Loss）和导体损耗（Skin Effect）如何随频率变化，并影响信号衰减和抖动。频域与时域分析的桥接：深入讲解S参数（散射参数）的物理意义及其在建模复杂互连结构（如过孔、连接器、封装引脚）中的优势。介绍如何利用S参数构建精确的Spice模型或IBIS模型，以预测系统级性能。信号完整性（SI）的核心挑战：详述串扰（Crosstalk）的机理，包括近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）。提供PCB布局上的隔离技术，如加大间距、增加参考平面完整性、优化过孔设计，以最小化耦合噪声。同时，探讨如何量化和管理Jitter（抖动），区分确定性抖动（DJ）和随机抖动（RJ），并评估其对系统裕度的影响。第二部分：高速设计的关键组件与挑战现代高速系统依赖于复杂的互连结构，本部分将聚焦于系统设计中这些物理瓶颈的克服。 PCB材料科学与设计优化：探讨低损耗材料（如Megtron, Rogers系列）的选择标准及其对高频性能的影响。深入分析层叠设计（Stackup Design）的优化策略，特别是如何实现稳定的电源完整性（PI）与信号完整性的协同优化。讲解阻抗控制的实际操作，包括边缘耦合线、微带线和带状线的设计公式与实践中的修正。高密度封装与系统级集成：随着芯片I/O密度的增加，传统PCB互连的局限性日益显现。本章详细阐述先进封装技术（如Chiplet、2.5D/3D集成）如何改变信号路由和功耗分布。重点分析封装引脚的寄生效应（电感和电容）对高速信号的冲击，以及如何通过优化封装的布线和去耦策略来缓解这些问题。连接器与线缆的物理限制：讨论高速连接器和PCB端接设计在信号路径中的关键作用。分析连接器内部的接触电阻、寄生电容和电感如何形成性能瓶颈。针对长距离和短距离互连，提供选择合适线缆（如DAC/AEC）和PCB走线策略的指导原则。第三部分：电磁兼容性（EMC）与辐射防护高速电路固有的高频能量辐射是系统可靠性的一大隐患。本部分将从电磁理论视角深入剖析辐射源，并提供系统级的EMC设计与测试方法。辐射机制的解析：深入探讨信号回流路径中断裂（Return Path Discontinuities）如何形成有效的电流环路面积，成为主要的电磁辐射源。分析电源和地平面噪声（Power/Ground Noise）如何通过封装和连接器辐射。屏蔽与滤波技术：全面介绍屏蔽体的设计原理，包括屏蔽效能（SE）的计算与测量。讨论各种滤波元件（如共模扼流圈、去耦电容阵列）在高频噪声抑制中的作用和正确的放置原则。强调在系统层面实现“源头遏制”的重要性。系统级EMC设计与验证：介绍在PCB布局阶段如何应用EMC设计规则，包括元器件布局的顺序、接地策略的统一性。涵盖辐射发射（RE）和传导发射（CE）的测试标准与方法，以及如何通过仿真工具（如3D全波求解器）进行预测试，缩短设计周期。第四部分：高速系统中的噪声管理与抖动容限系统的最终性能取决于其对各种噪声源的抵抗能力。本部分着重于量化和管理这些影响系统稳定性的随机与非随机噪声。电源完整性（PI）与系统噪声耦合：将PI提升到与SI同等重要的地位。详细分析开关电源产生的纹波如何通过芯片内部的ESD保护结构耦合到高速信号线上。介绍去耦电容的优化布局（从大容量到高频陶瓷电容的层级化设计）和VRM（电压调节模块）的布局对信号质量的影响。抖动与裕量分析：重新审视抖动的统计特性，介绍抖动传输函数（JTF）的概念，用以评估系统链路中各组件对总抖动的贡献。讲解如何进行抖动容限测试（Jitter Tolerance Testing）和系统性眼图裕度分析，确保系统在最坏情况下的可靠运行。本书内容侧重于信号的物理传输、物理层面的设计约束、电磁辐射的控制以及由此产生的系统级噪声管理，为读者提供一套严谨且实用的高速电子系统设计方法论。