什么是信號完整性呢？

信號完整性（Signal Integrity，SI），也就是我們通常所說的信號質量。隨著信號速率的提高，數字信號的傳輸已經不能只考慮邏輯上的實現，而要考慮如何能夠使接收器件接收到正確的信號波形。聽起來很簡單，信號完整性就是研究怎樣使信號能夠在驅動器和接收器之間正確傳輸的一門學問。但其包含的內容卻非常廣泛，并且隨著電子、通信技術的發展不斷向其它學科領域擴展延伸，不僅包含電路、傳輸線理論，還涉及到電磁場理論，同時和電磁兼容也有密切的關系。

通常所說的信號完整性一般包含兩個方面：一方面研究信號的傳輸，如何優化信號的傳輸路徑使接收端的芯片能夠獲得正確的波形；另一方面研究電源的供應，即如何為芯片穩定工作提供穩定、低噪聲的電源，即電源完整性（Signal Integrity，PI）。

廣義的信號完整性，是指在電路設計中互連線引起的所有問題，它主要研究互連線的電氣特性參數與數字信號的電壓電流波形相互作用后，如何影響到產品性能的問題。主要表現在：

• 時序：時鐘信號與數據信號的偏差導致信號不能被時鐘正確采集；

• 電磁輻射、電磁干擾等外界的干擾讓電路板工作異常；

• 損耗衰減：信號的傳輸通道存在損耗，到接收端已經衰減到接收芯片接收閾值以下；

• 開關噪聲：多個信號線的同步翻轉導致地彈、電源反彈，減小信號噪聲和時序裕量；

• 串擾：布線不合理導致相鄰信號之間的干擾；

• 信號振鈴、過沖：阻抗不匹配或者驅動能力過強導致接收信號上存在過沖和振鈴；

• 邊沿非單調性：時鐘信號的邊緣非單調性，導致時鐘不能正確采樣數據。

• 。。。。。。。

  信號完整性分析就是應用傳統的電路、傳輸線、電磁學、信號與系統等學科理論，解決上述電路設計中互連線引起的問題。

說得再直白一些，信號完整性就是研究如何讓驅動芯片發出的信號經過傳輸通道被接收芯片正確接收的學問。

從這個直白的描述中，我們不難看出信號完整性包含了三個要素：

1. 信號：是被傳輸的主體，我們首先要了解、熟悉信號的特性。
2. 芯片：分為驅動芯片和接收芯片，信號完整性工程師就是要實現信號在驅動芯片和接收芯片之間的正確傳輸。
3. 傳輸通道：是傳輸信號的介質，是信號所走的“路”。如何實現信號的正確傳輸呢？那就要信號完整性工程師為信號“修路”、“搭橋”。

路修不好，信號就不能被接收芯片正確接收了。

對于板級的信號完整性分析來說呢，拿到了驅動和接收芯片的IBIS（或spice等）模型，主要工作就是設計信號的傳輸通道為信號修路、搭橋，讓信號能夠順利的無失真的由驅動芯片發出到達接收芯片。（芯片的信號完整性分析，還需要對芯片和封裝內的信號通道進行設計，這里先只講板級，后面也會涉及到封裝的信號完整性內容。）

由于產品的形態不同，信號的傳輸通道是多種多樣的，如下僅列出了集中形式。當然，還有很多種形式比如線纜傳輸、光纖傳輸等等，這里就不再一一列舉。

這一期，我先給大家介紹了信號完整性的概念，下面我大概列了一個提綱后續會按照這個提綱進行講解。其中，“信號完整性的挑戰”一帶而過；，“信號完整性分析方法”會在大體介紹，然后再結合具體問題具體分析；信號完整性的“三要素”尤其是傳輸通道將是重點介紹的內容。

信號完整性分析方法。

信號完整性三要素：