高速视频处理系统的信号完整性分析

论文摘要

随着电子科技的发展,视频处理系统已广泛应用于各行各业,由于视频处理系统的工作速度越来越快,信号完整性分析已成为设计过程中必不可少的一个环节,也是解决许多设计问题的唯一途径。本文以典型的视频处理系统为案例,以信号完整性理论为工具,结合当前工艺水平以及硬件封装结构,设计了八层PCB叠层结构以及70Ω的板层传输线特性阻抗。在此基础上,首先,运用反射的基本理论,设计了本系统关键线网的端接方案和拓扑结构,并使用Hyperlynx 7.5仿真验证结论。其次,运用串扰的基本理论,结合Hyperlynx 7.5仿真工具,得出串扰噪声幅度小于160mV前提下,间距和耦合长度应满足的约束关系。再次,详细分析了电源完整性理论,并运用到本系统,得出了一些指导规则。最后对影响系统性能的时序、过孔、电源层分割等问题做了分析。本文的研究成果对高速视频处理系统硬件设计中存在的信号完整性问题提供了很好的解决方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 视频处理技术的研究背景
• 1.2 信号完整性的研究背景
• 1.3 课题研究的现实意义
• 1.4 本文的主要研究工作
• 第二章 高速视频处理系统结构
• 2.1 高速视频处理系统简介
• 2.2 系统的硬件结构
• 2.2.1 存储模块
• 2.2.2 视频输入模块
• 2.2.3 网络传输模块
• 2.2.4 电源模块
• 2.2.5 JTAG接口
• 2.3 系统涉及的信号完整性问题
• 第三章 传输线特性阻抗及叠层设计
• 3.1 传输线原理
• 3.1.1 单位长度电容
• 3.1.2 单位长度电感
• 3.2 传输线特性参数研究
• 3.2.1 传输线电容电感的影响
• 3.2.2 传输线特性参数
• 3.3 阻抗控制及叠层设计
• 3.4 小结
• 第四章 端接及拓扑结构
• 4.1 反射的基础理论
• 4.2 单负载传输线端接
• 4.2.1 并行端接
• 4.2.2 串行端接
• 4.3 多负载的端接
• 4.4 EMIF与SDRAM连线的端接
• 4.4.1 输入输出阻抗
• 4.4.2 数据线的端接
• 4.4.3 地址线和控制线的连接
• 4.4.4 时钟线的连接
• 4.5 本章小结
• 第五章 间距和耦合长度
• 5.1 串扰的基础理论
• 5.2 减小高速PCB板上的串扰噪声的措施
• 5.3 本系统串扰的综合分析与仿真
• 5.4 本章小结
• 第六章 电源噪声分析
• 6.1 电源完整性的基础理论
• 6.1.1 电源完整性的影响因素
• 6.1.2 同步开关噪声分析
• 6.2 本系统电源噪声分析
• 6.2.1 降低同步切换和地弹
• 6.2.2 降低非理想的电源分配系统阻抗
• 6.2.3 抑制谐振及边缘效应
• 6.3 小结
• 第七章 其它关键技术
• 7.1 时序分析
• 7.2 过孔
• 7.3 电源分割
• 7.4 电磁兼容（EMI）
• 第八章 总结展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果