值得一看的一本书
西斜残阳下，京杭大运河。
东吴铁塔在，不见当年水。
这本书很早就放在书架上，一直没看。说来也巧，前两篇刚写完PDN和平面谐振，也觉得未来信号完整性的两大方向是：电源问题&电磁问题。
未来协调设计的理念才是关键，同时会加剧技术的融合，也就是说SI&PI&EMI会变成整体。
01
电阻、电容、电感&传输线的基础知识部分，知识共通点很多，参照前文。
之前判断信号是否为高速信号，需要进行管控的依据为：信号上升时间小于等于6倍的时延。
本书以信号上升边的空间延伸概念来判断信号所经过的互连是否视做传输线对待的一个经验依据。
经验值：当互连线的长度大于信号前沿空间延伸的1/6时，互连线必须视为传输线，按传输线建模并设计互连线。
之前一直对转折频率&信号带宽的公式有疑惑，当然也是知道这两个经验公式都是基于信号带宽来说明。这里给了一个更明确的解释：前者的公式相对保守，一般被EMI设计师采用，因为EMI的设计规则要比SI更加苛刻。而后者更多被SI工程师采用，用于设计互连的SI。
总的来说，信号带宽由上升边决定，高速&高频的区别就是上升边。
02
SI问题部分，列举了三类：反射，串扰和SSN。
互连线特性阻抗突变部分，除了影响阻抗因素部分：线宽，介质厚度等，还提出三不靠：不靠过孔，不靠开槽，不靠板边。
互连线的电气特性随着频率范围的变化，所关注的特性是不一样的：
一般考虑的是LC区域，趋肤效应区域和介质损耗区域，对应的建模由集总建模和分布建模。
过孔部分，除了过孔类型：通孔，盲孔和埋孔。还提出过孔与谐振的关联。
说点个人想法：高速信号的转换过孔，建议考虑过孔在电源层的位置选择。通孔是必须穿过电源层的，选择打在哪个电源里，平面谐振的影响还得顾及一下，尽管去耦电容已经规避了大部分风险。
下图解释过孔受平面谐振影响的情况：
03
高速产品所使用的串行链路技术，文中的提出的四大问题，也还是今天我们做高速产品需要关注和管控的方向。
04
电源完整性部分以PDN重点展开，文中给出3大改善方向
05
EMI 的问题以辐射问题展开：
差分电流辐射
解决方向：减小两导线的间距&返回路径尽量靠近信号路径
共模电流辐射
解决方向：差分对的对称性&接地系统的设计
辐射的幅度与频率的平方成正比，与回路的面积Ar=ls成正比，与电流大小成正比，与测试距离成反比。
对于实际产品版图设计而言，能够改变的主要参数为回路的面积
针对EMI设计问题，某种程度上来说，就是更严格的SI设计。
这里面特别强调“地”的概念。将“地”认知为返回路径，不管是电源地，信号地还是机壳地等。因为所有电流都是以闭合回路的形式存在的，返回电流必须流回源头。
EMI问题，实际有效的解决方案就是屏蔽。
屏蔽壳上的任何开口都会降低屏蔽效果，这些开口的大小必须远小于屏蔽性能最高频率对应的波长。当然，PCB屏蔽会伴随有滤波和散热措施。
近场效应、空腔谐振等有关电磁屏蔽本书没做展开。
06
电源/地平面构成的谐振腔很容易被高速数字信号的返回电流和同时开关噪声（SSN）激励而发生谐振，导致电源平面的电源噪声和边缘上严重的电磁辐射。
提出谐振腔概念的时候，引出封装设计。
片上系统（SoC）和印制电路板（PCB）、多芯片模块（MCM）、封装内系统（SiP）等。
封装工艺的发展，封装设计也注重阻抗匹配与寄生参数，封装引脚的设置影响着SI 和EMI的问题，这些都是未来发展方向，封装设计与仿真绝对是未来信号完整性的前沿阵地。
兜兜转转，想来第一份工作是封装设计，再次看到封装知识，有点久违的感觉。
07
Eric蓝皮书将信号完整性归结为以下三个方向：
1.信号完整性（Signal Integrity，SI）,主要指信号波形的失真；
2.电源完整性（Power Integrity，PI）,主要指为有源器件供电的互连线及各相关元器件的噪声；
3.电磁兼容（ElectroMagnetic Compatibility，EMC），主要指产品自身产生的电磁辐射和由外场导入产品的电磁干扰。
本书将信号完整性归结为以下三个方向：
SI保证电路正常工作和芯片系统之间的正常通信；
PI保证可靠的系统供电和噪声抑制；
EMI保证电子系统不会干扰和被干扰。
很有意思的一点：这里的EMI 不是（Electromagnetic Interference）电磁干扰，而是Electromagnetic Integrity，电磁完整性。
信号完整性的方向就是文中的第一张图。SI&PI&EMI问题最终归结为EM问题，越来越觉得电磁学才是信号完整性的基础入门。
本书是在读书软件上阅读的，没有电子版本分享给大家，不好意思。