信号走线设置分析 - 高速信号仿真在定位接收机设计中的应用

3.2 信号走线设置分析

　　信号层考虑阻抗匹配，选用单线阻抗为50ω，差分线阻抗为100ω。通过candence allegro pcb si gxl软件的layout cross section来设计。考虑到机械尺寸匹配和物理承重等因素，整板厚度设计为2.1mm，并成对安排平面。该软件能够根据设置fr4介质和铜箔的厚度，确定单线50ω阻抗和差分线100ω阻抗的各层走线宽度。

　　4 建模仿真

　　在确定完地平面和叠层后，就可以进行建模和仿真。对于一个复杂的系统来说，对所有的信号进行仿真是不可能也是做不到的。提高系统性能的关键在于对某些特殊信号的仿真，做到在制板前能够定量的了解和改善这些信号状况，从而提高整个系统的性能。

　　接收机中的fpga采用片外sdram存储，时钟频率为100mhz。sdram模块的时钟线、地址线和数据线必须做仿真。由于数字总线采用64位宽，因此选用4片16bit的sdram芯片。

　　首先通过网上下载fpga stratix2和sdram pc256_sdr的ibis文件库，将芯片资料导入工具后建立的模型如图3所示。其中u35为fpga芯片，u36、u37、u38和u39为sdram芯片。对应的tl1、tl2、tl3、tl4和tl5默认为pcb板上曼哈顿长度的微带线。

　　

 

　　图3 ibis模型线路图

　　首先对时钟线进行仿真，如图4可以看到当r206选为0欧姆电阻或者不使用匹配电阻时，此时的传输线特性阻抗为连续的50欧姆，阻抗不匹配，仿真的波形有反射且造成较大的失真。

　　

 

　　图4 阻抗不连续波形图

　　根据上面提到的传输线反射理论，当传输线阻抗不发生变化时，反射系数为0，因此将电阻r206阻值改为50欧姆后得到如图5所示。

　　

 

　　图5 阻抗连续波形图

　　由此可见，当传输线匹配的情况下，信号完整性很好，反射几乎为0。