基于高速数字电路技术的板级HALT夹具设计

发布时间：2017-07-20 02:01

  本文关键词：基于高速数字电路技术的板级HALT夹具设计

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【摘要】：企业网交换机由于系统复杂,一般在其研发过程中采用高加速寿命试验(Highly Accelerated Life Test, HALT)发现单板的缺陷,提高产品的可靠性。本课题是华为技术有限公司为提高单板质量而进行的预研项目,其目的在于提高企业网交换机产品的可靠性,同时节省试验成本。本文提出了板级HALT方法,即改变以往试验中用整个交换机进行HALT的方式,以单板为对象进行HALT,设计了板级HALT夹具电路实现相关高速数字信号的转发以满足板级HALT的需求。本文首先介绍了HALT相关知识,在此基础上讨论了整框HALT在应力传递方面的不足,提出了板级HALT方法；根据板级HALT夹具高速电路设计的需求,对高速数字电路密切相关的信号完整性和电源完整性进行了讨论分析,并在此基础上给出了板级HALT夹具总体方案；给出了系统的详细硬件设计,其中主要包括业务管理通道设计监控通道设计、高速业务环回通道设计和电源设计；绘制了PCB板并对PCB板进行电源仿真；对板级HALT夹具的应力传递进行了试验,并对结果进行了分析；对板级HALT夹具的电路进行了测试和调试,对高速业务通道进行了调参。最后用HALT验证了板级HALT夹具的可行性。试验结果表明,板级HALT夹具能够满足企业网交换机HALT的需求,达到了预期效果。
【关键词】：HALT 应力 信号完整性 高速数字电路
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.05;TN79
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-10
• 1.1 HALT背景及意义8
• 1.2 国内外技术现状8-9
• 1.3 本论文的结构安排9-10
• 2 HALT简介与板级HALT技术分析10-18
• 2.1 HALT的目的及原理10-11
• 2.2 HALT各种应力的影响11-12
• 2.2.1 温度应力的影响11-12
• 2.2.2 振动应力的影响12
• 2.3 HALT项目及试验方法12-14
• 2.4 框式交换机介绍与板级HALT技术分析14-17
• 2.4.1 框式交换机简介14-15
• 2.4.2 板级HALT技术分析15-17
• 2.5 本章小结17-18
• 3 板级HALT夹具高速数字电路设计基础18-39
• 3.1 数字信号带宽与上升时间关系18-19
• 3.2 传输线理论19-22
• 3.2.1 传输线的特性阻抗19-21
• 3.2.2 微带线与带状线21-22
• 3.3 反射分析与端接22-26
• 3.3.1 反射的形成分析22-23
• 3.3.2 端接方案23-25
• 3.3.3 分支与残桩分析25-26
• 3.4 串扰分析26-31
• 3.4.1 容性串扰27-28
• 3.4.2 感性串扰28-29
• 3.4.3 总的串扰29
• 3.4.4 串扰仿真29-31
• 3.5 差分信号分析31-32
• 3.5.1 差分互连31-32
• 3.5.2 差分信号抗噪原理32
• 3.6 差分信号预加重与均衡32-35
• 3.6.1 发送端预加重与去加重33-34
• 3.6.2 接收端均衡34-35
• 3.7 电源分配系统分析35-38
• 3.7.1 PDN噪声来源36
• 3.7.2 PDN目标阻抗设计36-38
• 3.8 本章小结38-39
• 4 板级HALT夹具总体方案设计39-42
• 4.1 板级HALT夹具的功能与指标要求39-40
• 4.1.1 功能要求39
• 4.1.2 技术指标39-40
• 4.2 总体方案设计40-41
• 4.3 本章小结41-42
• 5 板级HALT夹具设计42-67
• 5.1 业务管理通道设计42-50
• 5.1.1 一级中继方案42-47
• 5.1.2 二级中继驱动方案47-50
• 5.2 监控通道设计50-52
• 5.2.1 CAN总线应用介绍50-51
• 5.2.2 CAN总线设计51-52
• 5.3 高速业务环回通道设计52-56
• 5.4 电源电路设计56-59
• 5.4.1 功耗计算56-57
• 5.4.2 电压转换电路57-59
• 5.5 PCB设计与PDN仿真优化59-65
• 5.5.1 PCB层叠结构设计60-61
• 5.5.2 元器件布局布线61-62
• 5.5.3 电源系统布局布线后仿真62-65
• 5.6 纯钢底座设计与系统装配65-66
• 5.7 本章小结66-67
• 6 板级HALT夹具调试与应用67-78
• 6.1 板级HALT夹具振动应力测试67-70
• 6.2 板级HALT夹具电路调试70-73
• 6.2.1 信号波形调试70-72
• 6.2.2 电源测试72-73
• 6.3 板级HALT夹具系统联调73-76
• 6.3.1 管理通道常温验证73-74
• 6.3.2 高速业务环回通道调参74-76
• 6.4 板级HALT夹具应用76-77
• 6.5 本章小结77-78
• 7 总结与展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-82

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本文编号：565736