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序言1

译者序1

前言1

第1章 数字系统与信令1

1.1 提高性能时的折衷1

1.1.1 体系结构1

1.1.2 总线的位宽和速度3

1.1.3 电源分布4

1.1.4 拓扑结构和负载4

1.1.5 逻辑电平和信令5

1.1.6 功耗5

1.2 信令标准和逻辑系列6

1.2.1 噪声容限9

1.2.2 建立与保持时间10

1.2.3 驱动器10

1.2.4 线性驱动器建模16

1.2.5 接收器17

1.2.6 接收器建模20

1.3 互连20

1.4 数字系统建模27

1.4.1 数字波形的模拟特性28

1.4.2 建模、频率分量、带宽29

1.4.3 工艺差异36

1.4.4 高速系统建模的挑战37

第2章 信号完整性39

2.1 传输线39

2.1.1 时域解40

2.1.2 方向独立性42

2.1.3 频域解43

2.1.4 阻抗边界49

2.2 理想点到点信令49

2.2.1 快边沿与慢边沿51

2.2.2 源端端接加并联端接51

2.2.3 仅源端端接51

2.3 非理想信令53

2.3.1 同步与异步54

2.3.2 入射翻转54

2.4 不连续引起的突变56

2.4.1 拉普拉斯变换57

2.4.2 容性负载58

2.4.3 串联电感58

2.4.4 并联电容64

2.4.5 阻抗台阶66

2.5 串扰68

2.5.1 容性串扰69

2.5.2 感性串扰71

2.5.3 总串扰72

2.6 拓扑结构73

2.7 同时开关噪声76

2.8 系统时序77

2.8.1 最高时钟频率77

2.8.2 眼图78

2.8.3 错位、抖动与容限79

2.8.4 双数据率83

2.9 习题83

第3章 同时开关噪声87

3.1 SSN的成因88

3.1.1 片上开关88

3.1.2 片外开关90

3.1.3 SPICE仿真示例93

3.2 有效电感96

3.3 片外SSN的相关性97

3.4 SSN-引起的错位99

3.5 排组的快速仿真99

3.6 习题102

第4章 多端口电路103

4.1 Z-和Y-参数103

4.2 S-参数104

4.2.1 定义105

4.2.2 电路S-参数的计算106

4.3 多端口的S-，Y-，Z-参数之间的转换108

4.4 S-参数的归一化109

4.5 矩阵化简110

4.5.1 空激励110

4.5.2 公共电压激励111

4.6 习题112

第5章 电感116

5.1 电磁表征概述117

5.2 电感的定义118

5.2.1 细导线定义118

5.2.2 基于场的定义121

5.2.3 基于能量的定义121

5.3 互感的定义122

5.3.1 细线定义122

5.3.2 基于场的定义124

5.3.3 基于能量的定义124

5.3.4 符号125

5.4 用诺依曼公式计算125

5.4.1 细导线回路的外部电感计算126

5.4.2 圆环导线内部电感的计算127

5.4.3 电感的频率相关性128

5.5 局部电感的定义129

5.6 局部自感及局部互感公式130

5.6.1 两条平行导线间的局部互感130

5.6.2 圆导线的局部自感131

5.6.3 两条共线导线的局部互感132

5.6.4 解决方案小结132

5.7 电路符号133

5.8 模态分解134

5.8.1 对角化134

5.8.2 电路理论135

5.8.3 手工实现136

5.8.4 无源性137

5.9 局部电感的非唯一性139

5.10 开环建模140

5.11 参考线的设置143

5.12 模型化简146

5.13 习题146

第6章 电容152

6.1 电容的定义152

6.2 多导体间的电容154

6.3 基于能量的电容定义157

6.4 频率相关性158

6.5 电容的电路方程159

6.6 模态分解与无源性160

6.6.1 模态分解160

6.6.2 无源性161

6.7 参考基准和电容162

6.8 模型化简163

6.9 习题163

第7章 电阻165

7.1 集肤效应166

7.2 电流挤近169

7.3 PEEC方法170

7.3.1 一般公式171

7.3.2 专用求解器172

7.3.3 电路中的解174

7.3.4 实际问题174

7.3.5 举例：用PEEC法计算同轴电感174

7.4 梯形网络175

7.5 互阻179

7.6 习题180

第8章 寄生参数测量182

8.1 测量次数182

8.2 阻抗分析仪183

8.3 矢量网络分析仪184

8.3.1 标定186

8.3.2 单个集总寄生参数提取187

8.3.3 用VNA测量多端口网络187

8.3.4 参数类型转换190

8.3.5 史密斯圆图191

8.4 时域反射计193

8.4.1 电感提取194

8.4.2 电容提取195

8.4.3 阻抗轮廓196

8.4.4 层剥落198

8.4.5 分辨率202

8.4.6 多端口TDR测量203

8.5 折衷204

8.6 习题204

第9章 集总建模206

9.1 传输线简介206

9.2 双样本多导体建模207

9.3 单样本多导体建模209

9.3.1 π-形网络拓扑结构209

9.3.2 T-形网络拓扑结构210

9.3.3 实际问题211

9.4 内部节点212

9.5 频率相关性214

9.6 迭代阻抗与带宽215

9.7 模型化简218

9.7.1 平行引线218

9.7.2 开路，短路和匹配引线218

9.7.3 多余引线219

9.7.4 对称219

9.8 特殊互连的描述途径220

9.8.1 QFP220

9.8.2 边缘连接件221

9.8.3 BGA222

9.8.4 内部节点222

9.9 通用拓扑结构223

9.10 多支路网络225

9.11 习题227

第10章 宽带建模229

10.1 传输线集总建模229

10.1.1 集总建模的限制229

10.1.2 多集总模型230

10.2 耦合传输线231

10.2.1 电报方程232

10.2.2 模态分解233

10.2.3 模态分解示例237

10.3 集肤效应模型245

10.4 黑盒建模245

10.4.1 单端口246

10.4.2 多端口253

10.5 习题258

第11章 信号完整性提高篇260

11.1 差分信令260

11.2 端接262

11.2.1 寄生效应和位置262

11.2.2 静态功耗和电流驱动需求262

11.2.3 电压摆幅265

11.2.4 二极管端接265

11.2.5 源端端接266

11.3 多导体端接267

11.3.1 单一传输线268

11.3.2 差分对268

11.4 电源分布271

11.4.1 目标阻抗271

11.4.2 设计综述272

11.4.3 电容器建模275

11.4.4 PCB建模276

11.4.5 内核噪声建模278

11.5 高级封装280

11.6 习题280

附录282

附录A 部分习题解答282

附录B 同轴电缆的PEEC计算327

附录C SSN的SPICE仿真示例337

附录D 模态分解程序代码示例342

附录E 层剥落程序代码示例360