由于芯片工艺飞速发展,信号的边沿速率也是越来越快,目前信号的上升沿都在1ns左右。 MC56F8006VLF这样就会导致系统和板级信号完整性(⒌)、电磁兼容性(EMC)的问题更加突出。快速的信号切换时间(边沿速率)将导致回流、串扰、阻尼振荡(振铃)及反射等问题的增加。

   信号的边沿速率与信号的工作频率是两个不同的概念,高的边沿速率不一定是高的频率。例如,在实际的应用中,可能系统的工作频率并不高。但如果信号的上升速率过快,将会产生较大振铃现象,同样会带来信号完整性的问题。当振铃信号到达器件所能容忍的极限值时会使器件内部的半导体特性发生变化(电子迁移)、会使器件发热及功耗加大等,造成系统的可靠性降低,并且较快的边沿速率其功耗也较大。

   当兼有快速的边沿与快速的时钟速率(缩短的总线周期)时,即使边沿 不产生其他问题,由于信号的稳定时间变短,也会引起附加的问题。

   较快的边沿速度通常反映了较大的输出电流,这会进一步增加接地反弹, 尤其在宽频总线上,较大的电流甚至会增加串扰。

   PCB上的走线可等效为串联和并联的电容、电阻和电感结构。串联电阻的典 型值0.笏~0.55Ω/a,因为绝缘层的缘故,并联电阻阻值通常很高。将寄生电阻、 电容和电感加到实际的PCB连线之后,连线上的最终阻抗称为特征阻抗z。。线径 越宽,距电源/地越近,或隔离层的介电常数越高,阻抗特性就越小。如果传输线和接收端的阻抗不匹配,那么输出的电流信号和信号最终的稳定状态将不同,这就 引起信号在接收端产生反射,这个反射信号将传回信号发射端并再次反射回来。随 着能量的减弱反射信号的幅度将减少,直到信号的电压和电流达到稳定。这种效应 称为振荡,信号的振荡在高速信号的上升沿和下降沿经常可以看到。

   信号的边沿速率与器仵的输出强度(输出驱动电流)有直接的关系,过强的输出驱动电流除了能够提高信号的边沿速率之外,还会对周围的器件及传输线造成干扰,主要表现如下。

    边沿速率与信号路径传播延时之比决定了对模拟行为建模的复杂度。当边沿速率快过信号路径延时的4~6倍时,简单的集中参数模型不再适用。这就是说,当边沿速率小于4~6Ⅱ时,6h(1h=2.54cm)或更长的PC板铜线变成了传输线,即使在低时钟速率下,也容易产生大量的信号质量问题。