互连规划技能包含测验、仿真以及各种相关规范，其间测验是验证各种仿真剖析成果的办法和手法。优异的测验办法和手法是确保互连规划剖析的必要条件，关于传统的信号波形测验，首要应当重视的是探头引线的长度，防止pigtail引进不用要的噪声。本文首要评论互连测验技能的新运用及其开展。
图1：0.1uf电容阻抗曲线
近些年，跟着信号速率的不断提高，测验目标呈现了明显的改动，不再只是局限于传统的运用示波器测验信号波形，电源地噪声、同步开关噪声(ssn)、颤动(jitter)逐步成为互连规划工程师的重视要点，一些射频范畴的仪器已被运用于互连规划。互连规划中常用的测验仪器包含频谱剖析仪、网络剖析仪、示波器以及这些仪器所运用的各种探头和夹具，为了习惯不断提高的信号速率，这些测验仪器的运用办法发生了明显的改动。本文以这些测验仪器为东西，首要从测验的校准办法、无源器材的建模办法、电源完整性测验、时钟信号颤动的测验办法等方面介绍近年来互连规划测验技能的开展。
在文章的最终，还将结合刚刚完毕的designcon2005大会对未来测验技能的开展作扼要介绍。
校准办法
在三种常用的测验仪器中，网络剖析仪的校准办法最为谨慎，频谱剖析仪次之，示波器的校准办法最为简略。因而，咱们这儿首要评论网络剖析仪的校准办法。网络剖析仪常用的校准办法有三种，thru、trl和solt。三种办法的特性如表1所示。
表1：网络剖析仪常用的校准
thru的本质是归一化，校按时网络剖析仪记载夹具的测验成果(s21_c)，在实践测验中，直接将测验成果(s21_m)与s21_c相除，即得到待测件的测验成果(s21_a)。thru校准疏忽了测验夹具中的不匹配形成的反射以及空间中的电磁耦合，因而，它的校准精度最低。在仅测验s21，并且测验精度要求不高的状况下能够运用该校准办法。
在PCB等非coaxial结构中，有时需求对走线、过孔、衔接器等的特性做测验。在这种状况下，测验仪器供货商没有供给规范校准件，并且测验人员也很难在测验校准端口做出杰出的开路、短路、匹配负载等校准件，因而，不能做传统的solt校准。运用trl校准的长处是不需求规范校准件，能够将测验校准端口延伸至所需求的方位。现在trl校准在PCB结构测验中的运用现已比较广泛。
solt一般被认为是规范的校准办法，校准模型中共有12个校准差错参数，经过运用短路、开路、负载和直通对各种差错做校准核算。因为测验仪器供货商一般仅供给coaxial校准件，所以在非coaxial结构，无法运用solt校准办法。
以上三种校准办法都能够运用信号流图的办法做详细的剖析，其间各个差错参数在信号流图中均有对应参数。经过信号流图，能够很清楚的了解各种校准办法的差错敏感度，然后了解实践测验的差错规模。这儿需求提出的一点是，即使是规范的solt校准办法，在校准模型中也疏忽了五个差错参数。一般状况下，这五个差错参数不会影响校准精度。但在运用时假如不注意校准夹具的规划，会呈现无法校禁绝的现象。
频谱剖析仪内部供给一个规范源供校准运用，校按时只需求将内部规范源经过测验夹具与输入端口相连即可，校准所需时刻约为10钟。示波器的校原则更为简略，将探头衔接至内部规范源，承认即可，校准所需时刻约为1分钟。 < 无源器材的测验和建模
跟着信号速率的不断升高，无源器材在信号链路中的效果越来越重要，体系功能仿真剖析精确与否，往往决定于无源器材的模型精度。因而，无源器材的测验和建模逐步成为各个设备供货商的互连规划中的重要组成部分。常用的无源器材有以下几种：衔接器、PCB走线及过孔、电容、电感(磁珠) 。
在高速信号完整性规划中，衔接器对信号链路的影响最大。关于常常运用的高速衔接器，一般的做法是依照trl校准办法做校准夹具，对衔接器进行测验建模，供仿真剖析运用。PCB走线及过孔的测验建模办法与衔接器相相似，也运用trl校准将测验端口移至所需方位，然后测验建模。
图2：某单板电源阻抗特性
电容模型在信号完整性剖析中有运用，更首要的运用在电源完整性剖析中。业界常用的电容建模仪器是阻抗剖析仪和网络剖析仪，别离适用于不同频段，阻抗剖析仪适用于低频段，网络剖析仪适用于高频段。假如详细实践测验中运用网络剖析仪做电源完整性测验，主张在电容建模的全频段均运用网络剖析仪，以确保建模和运用的一致性。因为电容的阻抗较小，在运用网络剖析仪建模时，一般运用并联办法。现在业界在电容建模中没有处理的问题是怎么消除夹具与电容之间的互耦，以减小夹具对建模成果的影响。
在传统的电源规划中，常常会运用电感(磁珠)对电源做阻隔，以减小噪声搅扰。而实践规划中，常常会呈现去除阻隔电感(磁珠)，电源地噪声反而减小。这是因为电感(磁珠)与其它滤波器材发生谐振。为了防止这种状况的发生，有必要对电感(磁珠)建模并仿真以防止谐振。业界常用的电感(磁珠)建模办法也是选用网络剖析仪，详细办法与电容建模相相似，不同之处在于电感(磁珠)建模时选用串联办法，电容建模时选用并联办法。
上面的几种无源器材的建模首要运用在信号完整性和电源完整性方面，近些年emi的仿真剖析正逐步开展，关于emi无源器材的测验建模也逐步成为互连规划的要点。如图1所示为电容的阻抗曲线。
电源完整性测验
跟着芯片功率不断升高，作业电压不断下降，电源地噪声逐步成为互连规划中重视的目标。从测验目标的视点，电源完整性测验可分为两部分，电源体系特性测验和电源地噪声测验。前者是对体系供电部分功能的测验(无源测验)，后者是直接测验体系作业时的电源地噪声(有源测验)，同步开关噪声也可归类为电源地噪声。
测验电源体系功能时，一般运用网络剖析仪，测验目标是电源体系的self-impedance和transfer-impedance。一般状况下，电源体系的阻抗均远小于网络剖析仪体系阻抗(50欧姆)，所以测验时只要做直通校准就能够了，运用公式s21=z/25就能够得到电源体系的阻抗。图2所示为某单板电源阻抗特性。
测验电源地噪声能够运用频谱剖析仪和示波器，频谱剖析仪的输入端口不能接入直流重量，因而在测验电源地噪声时，必须在测验夹具中串连dc-blocking。频谱剖析仪的输入阻抗为50欧姆，电源地网络的阻抗一般为毫欧姆级，所以，测验夹具不会对待测体系发生影响。示波器的输入阻抗随设置的不同而改动，以泰克公司的tds784为例，其低频到频率随耦合办法和体系阻抗改动而改动，如表2所示。
上面所描绘的办法都是测验单板上的电源地噪声，而真实影响芯片作业的是芯片内的电源地噪声，这时需求凭借同步开关噪声测验来确认芯片内的电源地噪声。设芯片有n个io端口，令其间一个坚持停止，别的n-1个一起翻转，测验停止网络上的信号波形，即同步开关噪声。同步开关噪声中既包含电源地噪声，也包含封装内不同信号之间的串扰，现在没有办法将二者彻底区分隔。
表2：示波器输入阻抗随设置而改动
时钟信号颤动的测试在一些高端产品中，颤动逐步成为影响产品功能的重要目标，这儿仅对怎么运用频谱剖析仪测验时钟信号颤动及问题定位做简略介绍，关于数据信号的颤动测验暂不触及。
在大多数体系中，时钟都是由晶振或锁相环发生。时钟信号的颤动测验比较简略，不需求高端的测验仪器，运用常用的频谱剖析仪就能够做问题定位。抱负的时钟信号的频谱是洁净的离散频谱，仅在时钟频率的倍频上有重量。假如时钟信号呈现颤动，在这些倍频的邻近会呈现旁瓣，颤动巨细与这些旁瓣的功率巨细成正比。
运用频谱剖析仪测验时钟颤动的详细办法是在时钟信号链路上恣意找一个可测验点，将该点信号经过dc-blocking衔接至频谱剖析仪，调查测验成果。因为测验夹具是线性体系，因而，不用忧虑发生新的频谱重量。前面说到时钟都是由晶振或锁相环发生，在这种状况下，引进时钟颤动的重要原因是晶振或锁相环的电源噪声。运用前面介绍的办法测验所得的晶振或锁相环的电源噪声，与时钟频谱中的旁瓣做比照，根本能够确认出导致时钟颤动的原因。问题的处理办法是依据时钟频谱旁瓣，从头规划晶振或锁相环的滤波电路，在一般状况下，这些问题能够经过合理挑选滤波电容处理。
designcon2005的技能方向
designcon是每年互连技能范畴的第一次大会，每年的大会上在本年designcon2005中，首要有以下一些技能开展趋势：
a.单纯的电源完整性的仿真与测验在业界现已有许多运用，不再是剖析作业中的难点。
b.%&&&&&%和电感(磁珠)的建模现已在业界推行，其办法现已较为完善。
c.互连规划的要点向封装移动，板级剖析现已较为老练，同步开关噪声的仿真与测验逐步成为业界重视的问题。
d.颤动(jitter)的测验办法及规范逐步成为业界重视的问题，大会上有多家测验设备供货商推出自己的颤动剖析仪。
总结
本文扼要的对现在互连规划范畴的测验目标和测验办法做了扼要的介绍。跟着信号速率的不断提高，逐步呈现一些新的测验内容，其间包含电源地噪声、无源器材建模、颤动等内容。作者依据自己的作业经验，提出了关于这些新的测验内容的测验办法。在传统的信号波形测验中，首要应考虑减小地线长度，以防止pigtail耦合入噪声，下降测验精度。在未来的互连规划中，因为信号作业频率提高，作业要点将向芯片封装搬运，相关的测验和建模技能将成为作业要点。
