USB3.0信号完整性仿真设计和测试

发布时间：2017-11-01 06:05

  本文关键词：USB3.0信号完整性仿真设计和测试

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【摘要】：进入21世纪,信息系统发展非常迅速,从而对时钟的频率和信号传输的速率也提出了更高的要求。分辨率和存储性能是当今电子产品最基本的性能要求。同时,随着电子产品消费需求的不断提高,推动了电子类产品对分辨率和存储性能的要求。宽带是互联网连接的主要媒介之一,而用户正是通过互联网实现与各种媒体的交流和互动。宽带的传送性能,主要是传输速度决定用户的满意度。快速的传输性能实现了用户快速下载,实现全球媒体的共享。在给用户提供简单方便的连接方面起到重要作用的产品之一是USB3.0。USB3.0具有传输速度快、使用方便快捷等优点,符合USB的最新规范要求。计算机中要想使用USB 3.0,并且实现它的各种基本功能,需要实现在计算机中安装于其相适应的一些硬件设备,其中信号的完整性设计和测试在研究和开发USB 3.0应用中起到尤为重要的作用。本文首先介绍了USB的总线特点,介绍了关于USB3.0的概念信息,并与USB2.0进行了对比,分析了USB3.0的体系结构以及数据传输特点,介绍了信号完整性分析的基本概念、高速信号的定义、传输线理论、阻抗匹配、差分线、反射、串扰、抖动等内容,从频域入手,分析S参数,进行了信号完整性分析,通过时域的仿真分析,分析信号的波形。进行了USB3.0仿真设计,进行了基于Intel Romley平台USB电路设计、叠层设计,线宽线距设计,阻抗设计,拓扑结构等的设计。最后进行了USB3.0测试和分析,并给出了USB3.0信号的测试结果。在本论文中主要针对高速信号完整性方面,提出了一些改善和修改等设计规格,对于第三代串行硬件驱动器接口(SATA3.0)设计也起到了推动和启发作用。
【关键词】：USB3.0 信号完整性 仿真分析 S参数
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP334.7
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 符号说明11-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 系统背景12-13
• 1.2 USB3.0研究现状13-14
• 1.3 研究主要内容14-15
• 1.4 本文组织结构15-16
• 第2章 USB概述16-25
• 2.1 USB总线特点16-20
• 2.1.1 USB总线及其物理结构16-18
• 2.1.2 USB总线信号特征及其电气特性18-20
• 2.2 USB3.0简介20-23
• 2.2.1 USB3.0概念20-21
• 2.2.2 USB3.0与USB2.0的比较21-23
• 2.3 USB3.0架构23-25
• 第3章 信号完整性及其分析方法25-38
• 3.1 信号完整性概念25-29
• 3.1.1 信号完整性25-26
• 3.1.2 高速信号26
• 3.1.3 传输线理论26
• 3.1.4 阻抗匹配26-27
• 3.1.5 差分27-28
• 3.1.6 串扰28
• 3.1.7 反射28
• 3.1.8 电磁干扰(EMI)28-29
• 3.1.9 静电泄放ESD29
• 3.2 信号完整性设计方法29-34
• 3.2.1 阻抗匹配30-31
• 3.2.2 端接方案31-34
• 3.3 S参数公式图34-35
• 3.4 频域和时域的分析方法35-38
• 3.4.1 频域35-36
• 3.4.2 时域36-37
• 3.4.3 时域频域的关系37-38
• 第4章 USB3.0仿真设计38-51
• 4.1 电路设计38-40
• 4.2 PCB设计40-44
• 4.2.1 阻抗设计40-43
• 4.2.2 PCB布局43-44
• 4.3 USB仿真分析44-51
• 4.3.1 频域仿真44-46
• 4.3.2 时域仿真46-51
• 第5章 USB3.0测试分析51-54
• 5.1 测试设备信息51-52
• 5.2 测试过程52
• 5.3 测试结果52-54
• 第6章 总结与展望54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-59
• 附件59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 吕英华;;信号完整性分析与实现[J];电气技术;2007年02期

2 张绍军 ,黄振;高速数字系统中的信号完整性及实施方案[J];电子技术应用;2002年11期

3 冼志妙;朱雪花;袭著科;;高速PCB的信号完整性分析及应用[J];桂林工学院学报;2006年02期

4 秦德淳;陈雷;蒲有珠;;基于信号完整性分析的阻抗匹配问题研究[J];科学技术与工程;2008年04期

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1 郝园园;USB接口的信号完整性设计与分析[D];内蒙古大学;2013年

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本文编号：1125542