从事硬件开发部门主管、硬件项目负责人、SI工程师、硬件开发工程师、PCB设计工程师、测试工程师、系统工程师、质量管理人员等。

课程背景

信号完整性是内嵌于PCB设计中的一项必备内容，无论高速板还是低速板或多或少都会涉及信号完整性问题。仿真或者guideline的确可以解决部分问题，但无法覆盖全部风险点，对高危风险点失去控制经常导致设计失败，保证设计成功需要系统化的设计方法。许多工程师对信号完整性知识有所了解，但干活时却无处着手。把信号完整性设计落到实处，也需要清晰的思路和一套可操作的方法。系统化设计方法是于争博士多年工程设计中摸索总结出来的一套稳健高效的方法，让设计有章可循，快速提升工程师的设计能力。

本课程详细介绍了信号完整性（SI）和电源完整性（PI）知识体系中重要的知识点，以及经常导致设计失败的隐藏的风险点。围绕这些知识点，通过一个个案例逐步展开系统化设计方法的理念、思路和具体操作方法。最后通过一个完整的案例全面展示对整个单板进行系统化信号完整性设计的执行步骤和操作方法。

让设计有章可循！学完本课程，能理清设计思路，掌握一套可操作的设计方法，以及必备的知识点，把信号完整性设计真正落到实处。

一、信号完整性概述

本部分阐述信号完整性问题的产生原因，影响信号完整性的各种因素，以及各因素之间的互相作用，辨识潜在风险点。信号完整性设计中5类典型问题的处理方法辨析。初步认识系统化设计方法。通过本部分学习，对信号完整性问题形成宏观上的认识。

1.1 什么是信号完整性

1.2 影响信号质量的因素简介

1.3 信号完整性设计中的5类典型问题

二、传输线、参考平面、返回电流

合理选择参考平面、控制耦合、规划控制返回电流，是信号完整性设计的一项最基本但非常重要能力。信号传播方式是理解各种信号完整性现象的基础，没有这个基础一切无从谈起。返回电流是很多问题的来源。参考平面是安排布线层、制定层叠结构的依据。耦合问题导致PCB设计中可能产生很多隐藏的雷区。本部分用直观的方式详细讲解这些内容。通过案例展示如果处理不当可能产生的问题，以及如何在系统化设计方法中应用这些知识。

2.1 信号传播与电流环路

2.2 传输线延时

2.3 等效介电常数

2.4 特性阻抗及影响因素

2.5 信号看到的阻抗

2.6 返回电流的空间分布

2.7 返回电流：表层、内层、同层相邻导体

2.8 参考不同平面时的电流环路

2.9 参考平面上的孔洞

2.10 从BGA Ball 位置观察返回电流

2.11 板间互连的回流

2.12 参考平面

三、线间串扰及其他耦合干扰

本部分详细讲解形形色色的串扰现象，深化理解耦合产生的问题，以及需要特别注意的关键点。串扰地弹等对信号的影响。解决问题经常采用的手段和技巧。工程上如何进行控制。通过本部分学习，可以从耦合角度深入理解PCB这一立体的多导体结构内部。清晰的了解哪些地方需要控制以及如何控制。通过案例分析进一步理解系统化设计方法。

3.1 线间串扰

3.2 影响串扰的有关参数

3.3 线与孔串扰

3.4 平面缺失导致的层间串扰

3.5 线与平面之间的耦合干扰

3.6 元器件与线之间的耦合干扰

3.7 回流路径引起的耦合干扰

3.8 孔间串扰

3.9 跨分割与串扰

3.10 信号给无关电源注入噪声

四、反射、端接、拓扑结构

本部分首先通过几个案例展示反射可能引起的问题或故障。然后详细讲解解决这些问题所需的与反射有关的知识点。最后以这些知识为支撑，详细讲解处理这些问题的思路、方法，以及怎样分析问题。通过本部分学习可以掌握反射拓扑端接等基础知识，如何运用这些知识解决工程问题，形成清晰的思路。通过案例分析进一步理解系统化设计方法。

4.1 典型的反射波形成因

4.2 如何判断信号是否合格

4.3 端接方法

4.4 几种拓扑结构的特性

4.5 两个典型设计场景的应用

五、差分对及模态转换

本次培训将深入探讨差分信号与共模信号的特性，并结合案例讲解，帮助学员理解和解决信号传输中的关键问题。

5.1 差分信号与共模信号

5.2 单端信号看到的阻抗

5.3 差分阻抗、共模阻抗

5.4 差分对的返回电流

5.5 完整的电流环路

5.6 如果回流不连续

5.7 松耦合还是紧耦合

5.8 松紧耦合与抗干扰能力辨析

5.9 耦合变化引起的反射

5.10 松紧耦合与损耗

5.11 差分、共模、模态转换

5.12 导致模态转换的不对称

5.13 解决模态转换问题

六、Gbps 阻抗连续性问题

深入分析在Gbps高速信号传输中，阻抗连续性问题对信号质量的影响及优化策略，结合案例分析问题本质。

6.1 Stub的影响

6.2 回流路径引入的Stub

6.3 过孔Stub

6.4 参考面上的沟槽

6.5 AC Cap 挖空优化

6.6 表贴焊盘引起的阻抗不连续

6.7 多个阻抗不连续点对信号影响

6.8 差分孔

七、PDN系统设计及优化

本课程将深入探讨PDN（电源分配网络）系统设计及优化的关键技术，帮助学员理解和掌握数字IO口瞬态电流、PDN系统分析模型和目标阻抗设计方法。内容包括电容的频域特性、安装电感和并联设计，讲解如何配置电容网络以优化电源性能。此外，课程还将探讨影响谐振峰的因素，并提供应对PDN阻抗不符合规格的解决方案。学员还将学习磁珠滤波器的特性、参数计算及选型技巧，确保能够设计出高效、稳定的电源分配系统。

7.1 数字IO口的瞬态电流

7.2 PDN系统分析模型

7.3 目标阻抗设计方法

7.4 电容的频域特性

7.5 电容的安装电感

7.6 电容的并联

7.7 影响谐振峰的因素

7.8 配置电容网络的方法

7.9 PDN阻抗不满足Spec的解决措施

7.10 磁珠滤波器特性

7.11 磁珠滤波参数计算与选型

于博士 著名实战型信号完整性设计专家

多年大型企业工作经历，目前专注于为企业提供信号完整性设计咨询服务。拥有《信号完整性揭秘--于博士SI设计手记》 《Cadence SPB15.7 工程实例入门》等多本学术及工程技术专著。录制的《Cadence SPB15.7 快速入门视频教程（60集）》深受硬件工程师欢迎。

  近20年的高速电路设计经验，专注于高速电路信号完整性系统化设计，多年来设计的电路板最高达到28层，信号速率超过12Gbps，单板内单电压轨道电流最大达到70安培，电路板类型包括业务板卡、大型背板、测试夹具、工装测试板等等，在多个大型项目中对技术方案和技术手段进行把关决策，在高速电路信号完整性设计方面积累了丰富的经验。

  曾主讲数百场信号完整性设计、信号完整性仿真等课程。公开课及内训企业覆盖了通信电子、医疗器械、工业控制、汽车电子、电力电子、雷达、导航、消费电子、核工业等多个行业。