+31 74 2555 713 info@sintecs.nl

info@sintecs.nl

+31 74 2555 713

Uitleg: Signal Integrity (signaal integriteit)

 

Wat is signal integrity?

Signalen op een PCB lopen van het ene elektrische component naar het andere. Wanneer een signaal dat bij een component aankomt van slechte kwaliteit is, dan kan het bord instabiel of disfunctioneel worden. Dit gebeurt vooral bij hoge snelheden.

 

Wat kan er verkeerd gaan?

Als de signal integrity niet meer in orde is, is het signaal vervormd. Effecten zoals overshoot, slingereffecten, switching noise, skew, spanningsval, et cetera kunnen optreden. Hierdoor ontstaan functionele problemen zoals timing fouten, drempelproblemen, overspraak, EMC problemen en lokale hotspots.

 

Wat is de oorzaak?

De signaalkwaliteit is niet alleen afhankelijk van het hardware design en de PCB-routing (interconnectie lengte, karakteristieke impedantie, gebruik van via’s, delays, ontkoppeling, vermogensverdeling, et cetera), maar ook van de gebruikte IC technologie, parasitaire effecten in IC packages, golfvoortplanting in diëlektricum, enzovoorts.

 

Wanneer komt het voor?

De principes achter signal integrity gelden voor elk elektronisch ontwerp. Problemen met signaal integriteit komen vaker voor wanneer datasnelheden hoog zijn, signaal flanken steiler zijn (afhankelijk van de IC technology), spanningen lager zijn en stromen dus groter zijn, en wanneer onderlinge verbindingsafstanden groter zijn. Laatst genoemde is afhankelijk van de PCB-complexiteit. Dus let vooral goed op wanneer je een CPU of FPGA gebruikt in combinatie met DDR3, DDR4, PCIe, USB 3.0, SerDes of Gigabit Ethernet.

 

Wat is er aan te doen?

Het is niet altijd voldoende om de ontwerpregels voor de layout exact te volgen. Met behulp van signal integrity analyses, gebaseerd op full-wave solvers, wordt in kaart gebracht hoe de signalen zich daadwerkelijk zullen gedragen. Vervolgens kan op basis van deze analyses de layout worden aangepast, om zo deze signal integrity problemen te voorkomen. Op deze manier kom je tot een robuuster ontwerp.

 

Wat zijn de voordelen van signal integrity analyses?

Het scheelt veel extra werk in het lab als je signal integrity problemen al tijdens de ontwerpfase opmerkt. Het is soms zelfs niet mogelijk om problemen achteraf in het prototype te vinden en op te lossen. Het uitvoeren van een signal integrity analyse als onderdeel van het ontwerpproces bespaart veel trial-and-error, vermindert het aantal prototype-iteraties, creëert stabielere elektronica en verkort de time-to-market.

 

Interessante klantverhalen op het gebied van Signal Integrity

 

Voor een offerte kun je vrijblijvend contact met ons opnemen.