韩德强，谢 伟，刘立哲，刘 涛

（北京工业大学 计算机学院，北京 100124）

FPGA以其体积小、集成度高、功耗低、速度快、可无限次反复编程等特点，被广泛用于复杂系统的设计，已成为开发电子产品的首选器件。随着IC工艺的不断发展，FPGA器件的性能越来越高、速度越来越快，其外围配套芯片的性能也随之不断提高。由于整个电路系统时钟频率的提升，信号的电平切换速度不断加快，信号的边沿不断变陡，电磁兼容性的要求也不断提高，因而电路板的板层特性、器件布局以及高速信号线的布线策略成为影响FPGA系统信号质量的重要因素。设计人员在进行FPGA开发板设计时，必须考虑到传输线效应引起的反射、串扰、信号延迟等信号完整性问题，通过仿真技术对电路板进行信号完整性分析，并通过材质、器件、布局的调整，提前解除设计隐患。

1 信号完整性

信号完整性是指信号在信号线上的质量，即信号在电路中能以正确的时序和电压做出响应的能力。如果信号能以要求的时序、持续时间、电压幅值到达接收端，则认为电路具有良好的信号完整性，否则认为信号完整性差[1]。

2 影响信号完整性的因素

在高速电路中，由于传输线效应等因素的影响，信号质量会大大降低，信号的完整性往往无法满足实际需求。传输线效应指信号反射、延迟和时序错误、过冲、串扰、电磁辐射等。在电路系统中，传输线是由两条具有一定长度的导体组成回路的连接线，其电流返回到地或电源，通常也可称为延迟线，其主要任务是有效传输信号。……