電源噪聲一直就是讓設計人員頭痛的問題，尤其在高速設計中，消除電源噪聲就不再像在每一個芯片的供電引腳上并聯電容進行電源濾波那么簡單了。采用π型等效電路以及磁珠等，會給清除電磁干擾帶來一定好處。但是在高速系統中，由于高頻信號在傳導的過程中，其信號回流通過電源系統（尤其是多層板中的平面層）所造成的高頻串擾，才是高速系統中電源噪聲的最大來源。

　　有效地旁路地和電源上的反彈噪聲，即在合適的地方增加去耦電容，例如一個高速信號的過孔也可能會對電源產生很大的噪聲，因此在高速過孔附近加上去耦電容是非常必要的。同時還要注意消除系統中的不同電源間的互相干擾，一般的做法是在一點處連接，中間采用EMI濾波器。

　　3 DSP系統中信號完整性的實例

　　在正交頻分復用OFDM調制解調系統中，時鐘率高達167MHz，時鐘沿時間為0.6ns，系統構成中有TMS320C6701 DSP以及SBSRAM、SDRAM、FIFO、FLASH和FPGA（如圖4所示）。其中FIFO采用異步FIFO，主要用作與前端接口的數據緩存;DSP的DMA高速地將數據搬移到SBSRAM或者SDRAM中;DSP處理完數據由多通道緩沖串口（MCBSP）將BIT流輸出到FPGA中進行解碼處理。由于系統工作在很高的時鐘頻率上，所以系統的信號完整性問題就顯得十分重要。

　　首先對系統進行分割，系統中不僅有高速部分，也有異步的低速部分，分割的目的是要重點保護高速部分。DSP與SBSRAM、SDRAM接口是同步高速接口，對它的處理是保證信號完整性的關鍵;與FIFO、FLASH、FPGA接口采用異步接口，速率可以通過寄存器進行設置，信號完整性要求容易達到。高速設計部分要求信號線盡量短，盡量靠近DSP。如果將DSP的信號線直接接到所有的外設上，一方面DSP的驅動能力可能達不到要求，另一方面由于信號布線長度的急劇增加，必然會帶來嚴重的信號完整性問題。所以，在該系統中具體的處理辦法是將高速器件與異步低速器件進行隔離（如圖4所示），在這里采用TI的SN74LVTH162245實現數據隔離，利用準確的選通邏輯將不同類型數據分開;用SN74ALB16244構成地址隔離，同時還增強了DSP的地址驅動能力。這種解決方案可以縮短高速信號線的傳輸距離，以達到信號完整性的要求。

　　其次是對系統中高速時鐘信號與關鍵信號進行完整性設計。與SBSRAM接口的時鐘高達167MHz，與SDRAM接口的時鐘高達80MHz，時鐘信號傳輸延遲大小和信號質量的優劣將直接關系到系統的定時是否準確。在設計布局布線時，總是優先考慮這些重要的時鐘線，即通過規劃時鐘線，使得時鐘線的連線遠離其它的信號線;連線盡量短，并且加上地線保護。本系統中由于要求大量存儲器（使用了4片SDRAM），對于要求較高的同步時鐘來說，如果采用星型布局，就很難保證時鐘的扇出能力，而且還將導致PCB布線尺寸的增大，從而直接影響信號完整性。因此很有必要采用時鐘緩沖器來產生4個同相的、延遲極小且一致的時鐘，分別接到4片SDRAM上，這樣不但增加了時鐘信號的驅動能力，同時很好地保證了信號完整性（如圖5所示）。對于其它的關鍵信號諸如FIFO的讀寫信號等，也應盡心設計。

　　第三點是解決信號的反射、串擾噪聲問題。這一點在一個高速系統中顯得尤其重要，解決的辦法是通過采用先進的EDA工具，選擇正確的布線策略和端接方式，從而得到理想的信號波形。在設計本系統時，基于IBIS模型，使用Hyperlynx進行設計前仿真，根據仿真結果，選擇出最優的布線策略。圖6為端接和未加端接的信號波形及串擾波形圖，從圖中可以看到端接對消除反射、振蕩和串擾起到了明顯的作用。

　　最后是解決系統中的電源和EMI問題。首先一定要盡量減小系統中的各種電源之間的互相影響，如數字電源和模擬電源通常只在一點處連接，且中間加磁珠濾波;還要選擇合適的位置放置去耦電容，做到有效地旁路電源和地線上的反彈噪聲;最后是在印制板的頂（TOP）層和底（BOTTOM）層大面積鋪銅，用較多的過孔將這些地平面連接在一起，這些措施對解決EMI和電源噪聲都能起到積極的作用。

　　該系統采用自頂向下的設計方案，首先進行系統級設計，將兼容的器件放置在相對集中的區域;然后進行重要信號的設計，保證在重要信號的設計規則下順利布線;接下來用EDA軟件輔助消除反射、串擾等噪聲;最后進行電源和EMI設計。該系統現已調試通過，實踐證明以上保證信號完整性的措施是必要而且正確的。

　　隨著新工藝、新器件的迅猛發展，高速器件的應用變得越來越普遍，高速電路設計也就成了普遍需要的技術。信號完整性的分析在高速設計中的作用舉足輕重，只有解決好高速設計中的信號完整性，高速系統才能準確、穩定地工作。本文提出了若干保證信號完整性的方法和措施，并通過具體高速數字系統的設計和實現，驗證了這些方法的可行性，僅供硬件工程師借鑒和參考。