信號完整性和電磁兼容性問題

一、購置的必要性
      隨著電子產品的復雜性的增加，包括工作頻率的不斷提高，小型化程度的增加，混合電路的應用等，使得產品的信號完整性和電磁兼容方面的問題越來越突出。
      電子產品設計在我們設計所占據了比較重的位置。雖然多年來我們的技術工程師在產品設計方面摸索出了十分豐富有效的實踐經驗，但是近年來，隨著電子技術的飛速發展和設計要求的不斷提高，我們所的電子產品，在設計與調試中的難度也在不斷增大，尤其表現在問題的定位、診斷與解決方面，比如因信號完整性所引發的問題越來越多，產品研發過程中用于信號完整性調試與測試的時間延長，大量的占用了我們工程師的時間，而效果卻不令人滿意。
      在電磁兼容性問題面前，由于缺少相應的調試設備，再加上工程師普遍對電磁兼容的設計和調試沒有成熟和豐富的經驗，所以，目前我們在這些方面存在比較大的困難，基本上是比較盲目的憑經驗在進行設計和調試。隨著產品的復雜度增加，問題將越來越明顯。
      現在，我們所的產品從數字電路到模擬電路，從低頻電路到高頻電路都有，大規模集成電路和高速CPU，ASIC等高速器件也得到了廣泛的應用。在這些綜合技術的應用中，我們已經十分明顯的體會到，許多環節的設計已經無法依賴于我們過去的經驗了，尤其是在產品的電磁兼容性和信號完整性問題的測試、診斷、分析、調試等方面更是如此。為了提高現有產品的質量、可靠性、穩定性，同時為了滿足新產品的設計需求，引進先進的設計和測試工具，改善工程師的設計環境具有十分的必要性和迫切性。通過同行業中的廣泛的調研，并根據我所目前的設計和測試手段的現狀，我們認為：在信號完整性和電磁兼容性方面配備必要的設計分析軟件和相應的檢測設備是解決當前問題的關鍵。

二、可行性分析
      現代電子產品的設計概念是“盡早排除可能的隱患，第一次就把工作做好”。信號完整性和電磁兼容性工作已經逐步從事后檢測處理發展到預先分析評估、預先檢驗、預先設計，即在方案設計階段就有針對性的開展預測分析工作,把過去用于研制后期試驗測量和處理以及返工補救的費用，安排到加強事前設計和預測、檢驗中來。但是如何才能實現這一目標呢？

一般來說，一個產品的研發包括以下幾個階段：
¨   設計前期：建立基本構想，確定系統的性能指標，進行方案的總體設計；
¨   設計期：進入方案實施階段，包括原理圖設計與PCB板圖設計；
¨   調試期：進行樣機調試，發現問題并對設計進行修改；
¨   驗證期：進行各種檢驗測試認證工作，以確保系統達到設計要求。
¨   系統聯調期：確保系統與系統能正常協同工作。

目前，市場上用于解決信號完整性和電磁兼容性問題的工具主要集中在以下幾個方面：
1．  設計早期階段的軟件仿真分析，盡早進行信號完整性和EMC仿真設計，并排除潛在發生的電磁輻射問題。
2．  設計中期的檢測調試，包括信號完整性和電磁兼容性的故障的診斷、定位和分析。
3．  設計后期的預測試，對產品進行摸底試驗，掌握產品的總體性能，保證順利通過標準測試。
      總之，根據自身情況并結合產品的特點，在從開發期到最終定型以及到系統聯調等的不同階段采取適當的工具、方法及設備，將信號完整性和電磁兼容設計容入整個設計過程就會取得事半功倍的效果。

三、解決方案  
第一項：Apsim高質量PCB仿真分析軟件
      隨著系統主頻的提高，布線密度的增加以及大量數?；旌想娐返膽?，對PCB設計的要求越來越高。高速數字和模擬電路的設計需要對信號失真給予特別的關注。各種噪聲的存在使我們的產品原理設計往往與實際測試的結果有著不同程度的差異，帶來信號不完整性、電磁兼容性等問題。這些噪聲有：串擾噪聲、振蕩噪聲、回流噪聲、輻射噪聲、反射噪聲、傳輸時延、地/電層噪聲等。我們只有在設計仿真階段盡可能多的考慮這些因素，才可以保證設計功能的正確性。
      Apsim軟件針對上述PCB及系統設計特點，推出了全套的SI（信號完整性）、EMC/EMI（電磁兼容性）、PI（電源完整性）仿真工具，并與常用CAD系統緊密結合，適用于數字、模擬、數?；旌想娐返姆抡?。它可以在PCB板布局布線完成后，PCB板拿去加工前對PCB板進行信號完整性，電源完整性及電磁兼容性分析，發現問題可以及時修改，避免重復制板所造成的時間和費用的浪費，從而可以縮短產品研制周期、節省研制經費。

配置內容：

APSIM軟件與CADENCE仿真軟件的比較：