[发明专利]一种利用多电平信号传输抑制串扰的方法

说明书

本发明提供了一种利用多电平信号传输抑制串扰的方法，该方法可应用于n条耦合传输线中的串扰抑制。本发明方法在n条耦合传输线中，先把输入端的多路2电平传输变换为1路多电平传输，然后在接收端把1路多电平传输恢复回原来的多路2电平传输。本方法在保证系统数据传输能力不变的前提下减少了传输线的数量，增大了传输线间距，从而降低了串扰。

技术领域

本发明涉及一种利用多电平信号传输抑制串扰的方法。

背景技术

随着集成电路以及印刷电路板(PCB，printed circuit board)密度和速度的提高，互连线引起的串扰问题越来越突出，长期以来严重制约了高速电路的发展。串扰是四类信号完整性问题之一，高速互连中，它严重影响信号在多信道中的传输性能。串扰产生的物理原因是攻击线和受害线之间的互容和互感。当传输线工作在较高频率下(即信号速率很高时)，信号的上升时间和下降时间较小，由此引发的瞬时电压转换会引起严重的串扰，而且当两条传输线在布线空间上越接近，互感与互容就越大，这样在两条传输线间就会产生更严重的串扰。特别是在总线电路模型中，当多条攻击线同时攻击一条受害线时，受害线上的串扰就更大，为了减小受害线上的串扰可以采用的措施有很多。比如通过减小传输线间的电磁耦合来抑制串扰，或者从传输线上信号传输角度来考虑减小串扰。这些方法的共同目的都是减小串扰对整个互连系统的影响，即排除串扰对有用信号的干扰。以上这些方法都是在2PAM信号的前提下提出的。

传输线间信号耦合所形成的串扰模型如图1所示，把噪声源所在的传输线称为攻击线，把有噪声产生的传输线称为受害线。图1中，当b点无激励时，a点输入信号v_a(t)在d点的耦合输出v_d(t)就是攻击线对受害线的串扰。

根据文献，图1中两条平行传输线，在忽略二次串扰后，干扰线上a点到受害线上远端d点的传输特性即远端串扰可以建模为

式中：Z₀为传输线的特性阻抗；C_m为传输线间的单位长度耦合电容；L_m为传输线间的单位长度耦合电感；l为传输线的耦合长度。

由式(1)可以看出，串扰的大小与传输线的耦合长度，特性阻抗，传输线间的单位长度耦合电容、耦合电感及激励信号的微分有关。一般情况下，传输线的耦合长度，特性阻抗都是确定的，因此，串扰的大小只与传输线间的单位长度耦合电容、耦合电感及激励信号的微分有关。而传输线间的单位长度耦合电容、耦合电感在介质板厚度，介电常数及线宽确定下只与线间距有关，激励信号的微分在信号电平一定的情况下则只与信号的上升时间(下降时间)有关。因此在特定的系统中，串扰只与激励信号的上升时间(下降时间)和线间距有关。

已有的研究表明，增大传输线间距可以减小串扰。在保证系统数据传输能力、带宽和系统所占用PCB板面积不变的前提下，可以通过信号转换进行多电平传输来增加线间距。利用多电平信号传输抑制串扰是通过减小传输线的数量来增大传输线间间距的，即把原来需要多路2电平传输的系统变换为1路多电平传输，节省传输线的数量进而增大传输线间距。本发明方法就是基于以上理论，在不改变系统的数据传输能力和带宽的前提下，进行多电平信号传输，即把原来需要多路2电平传输系统变换为1路多电平传输，进而抑制串扰。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用多电平信号传输抑制串扰的方法。该方法应用于n条耦合传输线中。为了方便，以下以n＝4为例说明本发明方法。