📡 Signal Integrity / 信号品質解析
Ensuring high-speed signal quality and robustness
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📖 概要 / Overview
Signal Integrity (SI) は、高速デジタル信号の波形歪み・反射・クロストークを最小化し、アイマージンを確保するための解析手法です。
Signal integrity (SI) analysis minimizes waveform distortion, reflections, and crosstalk while ensuring sufficient eye margin for high-speed digital signals.
主に SerDes, DDR, PCIe, USB, HDMI, 高速I/O などに適用されます。
📏 主な課題 / Key Issues
- 伝送路損失 / Channel Loss
Insertion loss increases with frequency, degrading signal amplitude - インピーダンス不整合 / Impedance Mismatch
Causes reflections and eye diagram closure - クロストーク / Crosstalk
Coupling between adjacent lines causing jitter and noise - スキュー / Skew
Timing mismatch between differential pairs - ジッタ / Jitter
Random/deterministic variations in edge timing
🧮 代表的な解析手法 / Common Analysis Methods
- TDR (Time Domain Reflectometry)
Detects impedance discontinuities along the trace - Sパラメータ解析 / S-Parameter Analysis
Frequency-domain characterization of loss and reflections - アイダイアグラム解析 / Eye Diagram Analysis
Evaluates signal quality at receiver input - クロストーク解析 / Crosstalk Analysis
Assesses coupling-induced noise between channels
🧱 設計指針 / Design Guidelines
- 差動ペア配線: 100 Ω ±10% を維持
Maintain 100 Ω ±10% for differential pair routing - リターンパス確保: GNDプレーン直下で連続性を維持
Ensure continuous return path under signal traces - 長さマッチング: 高速差動信号では ±5 mil 以内を目安
Length match within ±5 mil for high-speed differential signals - ビア最適化: スタブ短縮、バックドリル活用
Minimize via stubs, use back-drilling if necessary - シミュレーション検証: IBIS-AMI / SPICE モデルを活用
Validate with IBIS-AMI / SPICE simulations
📑 説明 / Description
SI解析は、高速デジタル設計の信頼性を確保するための必須プロセスです。設計初期からシミュレーションを導入することで、試作回数を減らし、歩留まり・量産性の向上につながります。
By performing SI analysis early, designers can reduce prototypes and improve yield and manufacturability in high-speed systems.
👤 著者・ライセンス / Author & License
| 項目 / Item | 内容 / Details |
|---|---|
| 著者 / Author | 三溝 真一（Shinichi Samizo） |
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| ライセンス / License |  再配布・改変自由 / Redistribution and modification allowed |
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