Eric Bogatin,信号完整性杂志技术编辑
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Eric Bogatin是《信号完整性期刊》的技术编辑和Teledyne LeCroy信号完整性学院的院长。此外,他是科罗拉多大学博尔德分校ECEE系的兼职教授。Eric通过整理所有可用的信息,并在signalintegrityjournal.com上发布最优质的内容,提高了信噪比。

第二次做对

2017年2月28日

在我们的设计中,我们都努力做到“第一次就做好”,并专注于帮助我们实现这一目标的技能、技术和工具。但我们也应该注意“第二次做对”的技能、技术和工具。这是Teledyne LeCroy的首席技术官兼总经理Dave Graef喜欢用的一句话。

要想第一次做对,就需要一个健壮的设计过程,识别潜在的问题,并在一开始就将它们设计出来。基于组件和设计权衡进行分析,以平衡性能、成本、进度和风险因素。通常执行最终的系统级分析,以确保没有意外。图1演示了一个经过剥离的流程流,以便第一次就能正确地处理它。

图1第二次
图1。第一次做对的流程流程。

要想第一次就把它做好,首先要有一套健壮的最佳设计实践。这些是专门为避免高速产品中常见的已知问题而创建的,如反射噪声、串扰、地面反弹、衰减、模式转换和电源轨噪声。

这些最佳实践是综合初始设计的基础。但每件产品都是定制的。这意味着在性能要求和满足成本、进度和风险限制的基础上,总是要做出一些权衡。这就是电路和现场求解模拟器等分析工具的用武之地。

行与行之间的最佳间距是多少?相距较远时,串扰较低,但互连密度较低。这可能需要更多的层(成本)或更大的板(成本)。

对于最大的线长和数据速率,是衰减和由此产生的眼充分开放的低成本FR4,还是需要一个更多的电力饥饿均衡方法?它甚至可以用FR4制造,还是需要更昂贵的层压板?

有了关于组件和材料的准确初始信息,以及可靠的建模和仿真过程,产品就有很大可能像第一篇文章中预测的那样工作。

它应该通过初始的功能测试,认证测试,并发布制造。从长远来看,设计和组件的选择可以在产品的生命周期内降低成本。

但是,如果在对第一篇文章进行初始测试时,它第一次就不起作用,该怎么办?我们需要一个“第二次做对”的过程。

这就是测量发挥重要作用的地方。第二次解决问题的基本过程是识别问题,找到根本原因,并从软件或硬件的根本原因解决问题。

有时这是一个简单的修复,可以稍微修改第一篇文章来实现修复。有时需要更大的改变。图2说明了“第二次正确处理”流程流的开始。

图2第二次
图2。“第二次做对”的初始步骤。

关键的出发点是找到根本原因。这一过程与医生诊断疾病或侦探发现凶手的过程没有什么不同。我喜欢称之为"法医分析"毫无巧合的是,这也是我在2016年EDI Con(频率问题剧院)上演讲的主题之一。你可以点击这里下载一份我演讲的扩展笔记。

法医分析是利用你所能得到的所有信息来寻找可能暗示嫌疑人的线索,然后通过询问一致性问题来审问他们。这是关于使用测量的。瞄准镜是发现问题和寻找线索的重要工具。

寻找根本原因的一个步骤是遵循雷诺上尉在1942年经典电影《卡萨布兰卡》中的建议:“围捕通常的嫌疑人。”最常见的问题是,它是否插入,所有电源轨道上的电压是否可接受,电源轨道噪声是否可接受,反射噪声是否可接受,是否有过多的串扰,特别是当信号切换时,来自锁相环或数据模式的抖动是否在规范范围内?

每个硬件设计师都有自己的常见嫌疑名单,我们使用范围测量来检查每个人,看看它是否是潜在的犯罪方。

法医分析中还有其他常用的技术你们可以在我的讲义中看到。

对凶手有信心和解决问题一样重要。如果您做了一些更改,问题就消失了,那么您将永远无法自信地使用这些信息来帮助您进行下一次设计。这种反馈对于优化你的“第一次就做好”流程是至关重要的。图3显示了我们如何使用有关根本原因的准确信息来调整最佳设计过程和用作预测性能输入的模型的质量。

图3第二次
图3。完整的集成流程流“第一次做好”和“第二次做好”。

当我们面临着修复和发布产品的压力时,有时很难记住,如果我们同样重视“第二次做好”的过程,我们就会增加下一个产品“第一次做好”的几率。

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