当記事では、SI解析をする様になって知った専門用語を紹介しています。
SI解析を行う様になってからというもの、今まで聞いた事の無い言葉に日々出会います。判らない言葉を調べると、答えに辿り着く事もありますが答えに辿り着けない事も多々あります。
世の中には知らない言葉がまだまだあることを思い知らされます。それらは、SI解析の準備に必要なデータの名称だったり、信号の波形を表す言葉だったり、波形を改善するための回路の名称だったり、基板の材料の特性を表す言葉だったり、デバイスがどういう仕組みで信号のやり取りをしているかの言葉だったりと、多岐にわたっています。
それらの言葉は、突然できたわけではなく私が知る以前から存在していたけれど、基板設計には無縁の言葉なだけでした。
聞いた事があるかもしれないけれど、何のことやら？という風に右の耳から入り左の耳から抜けていく言葉。
それが、SI解析を行う上で必要になり一気に距離が縮まって知っていなければいけない言葉となり、知っていた方が有利な言葉に変わったのです。
SI解析で知った専門用語
SI解析をするようになると、いろいろな専門用語を知っていると解析時間の短縮につながります。そんな、専門用語を備忘録として纏めました。
オーバーシュート・アンダーシュート
デジタル信号が切り替わる際にインピーダンスの不一致から生じる反射によって、瞬間的に高電圧が生じることがあります。この過大（あるいは過小）な電圧、通称オーバーシュート（またはアンダーシュート）、はICの故障や寿命を短くする原因となることがあります。使用している部品の寿命が短くなるので、結果、製品寿命も短くなってしまいます。
この問題を防ぐためには、ドライバICの出力インピーダンス、伝送線の特性インピーダンス、そしてレシーバICの入力インピーダンスを適切に一致させることが重要です。
特に、ドライバICの出力インピーダンスが非常に低い場合やレシーバICの入力インピーダンスが非常に高い場合には、それぞれダンピング抵抗や終端抵抗を適切な位置に配置してインピーダンスを調整することが推奨されます。
波形の周期とパルス幅
波形には周期があります。パルスの立ち上がりからピークパワーの半値点と立ち下がりの半値点との間の時間間隔をパルス幅といいます。
クロストーク
クロストークを直訳すると「おしゃべり」です。クロストークは、2本以上の複数の伝送線路が電磁場を介して互いに無意図的な電磁結合を生じさせ、その結果、相互に影響を与える現象です。
この現象により、結合が強い場合には受信機器が誤った操作をすることがあります。
デバイスが高速化され、プリント基板の配線が高密度になるにつれて、クロストークによる問題が増えている状況です。
プリント基板では多数の信号線が密集して配線されており、クロストークの完全な排除は不可能です。
信号間の距離を広げることでクロストークを抑える試みは、配線密度を低下させ、結果として基板の面積を増加させることになります。
これにはコスト増や機器の小型化への影響が伴います。したがって、レシーバの信号品質が許容範囲内に保たれる程度にクロストークを抑制すること、またはレシーバの仕様内で許容されるクロストークのレベルを見積もることが実用的です。
また、クロストークは同一層内の平行配線だけでなく、隣接層での重なり合う配線においても生じる可能性があります。
特に多層基板では、間にプリプレグと呼ばれる絶縁層があるのですがとても薄く、層間の距離が線間距離より短くなりがちです。
一般的に、信号層の間にはGND層や電源層が挿入されることが多く、問題が少ないですが、信号層が連続している場合や、GND層や電源層内に信号線が配置されている場合は特に注意が必要です。
信号層の直下にGND層がある場合は、インピーダンスの制御がしやすくなり、シールド効果で信号間の干渉を低減できます。
プリシミュレーション
基板設計の部品の位置関係や最大配線長や配線の引き方などの基本設計ルールをシミュレーションから導いて決定すること。
ポストシミュレーション
配線パターン完了後に、
インサーションロス
インサーションロスを、日本語で表現すると挿入損失になります。
私自身もピンとこないのですが、2端子間で構成する高周波回路で、1つの端子からもう1つの端子に伝送する際の電力の損失をdB (デシベル)で表したものです。
Rise time・Fall time
スルーレート
スルーレート
CASレイテンシ
CASレイテンシのCASは(Column Address Strobe latency) の略で、コンピュータのメインメモリに用いられるDRAM（Dynamic RAM）の性能指標の一つ。
アクセスしたい記憶素子の列アドレスを指定する信号（CAS信号）を送ってからデータが届き始めるまでにかかる遅延時間のことです。
データ転送における指標のひとつで、転送要求を出してから実際にデータが送られてくるまでに生じる通信の遅延時間を指します。
サーデス(SerDes)
サーデス(SerDes)とは、シリアライザ（SERializer)とデシリアライザ(DESerializer)単語の頭から3文字を繋げた言葉。コンピュータのバス等をシリアル変換し、受信時にパラレル変換する回路のどちらも持ったもの。
波形の周期とパルス幅
オクタル
オクタルとは、8進数のこと。
0～7の数値を使い8になると桁が上がります。
随時、追記していきます。
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