Samtec HPシステム設計用シグナルインテグリティ

データセンターおよびコンピューティング環境の高速リンクでは、非ゼロ復帰（NRZ）またはパルス振幅変調2レベル（PAM2）として知られるシグナリングで2つの電圧レベルが使用されています。ここでは、低電圧はバイナリ0と表し、高電圧はバイナリ1と表します。

Sパラメータは、電気機器の特性を完全に定義するために使用できる、周波数領域の性能特性の統一されたセットです。Sパラメータは、シミュレーションから生成することも、ベクトルネットワークアナライザ（VNA）で測定することもできます。ポート数によって、特定の電気機器の特性評価に使用できるSパラメータの数が決まります。Sパラメータ・モデルを使用して性能チャートを作成することもでき、挿入損失、リターン・ロス、クロストークなど、多数のSI特性を抽出できます。

時間領域での分析により、特定のデータレートに固有の相互接続の適切な動作が明らかになります。時間領域分析は空間分解能を提供し、トポロジ全体のすべての場所での動作について通知できます。

インピーダンス（Ω）は相互接続の動作の尺度です。これは、信号導体と基準導体の表面積、それらの間のギャップ、および材料の誘電特性の影響を受けます。

伝搬遅延は信号が相互接続パスを伝搬するのにかかる時間であり、スキューは複数のワイヤ間の伝搬遅延 の差です。

立ち上がり時間は、信号が低から高に変化する速度であり、通常は全電圧範囲の 10～90%（または20～80%）の間で定義されます。分散とは、プリント基板 誘電体における周波数全体の伝搬遅延の変化によって生じる信号の広がりです。

物理プロトタイプを開発する前に、システム設計段階で完全なチャネル設計のSI性能を評価する必要があります。このシステム レベルの評価をサポートするために、設計チームは電気シミュレーション モデル（通常はSパラメータ）と、チャネル シミュレーションを実行するための特定の物理プロトコルとトポロジーの期待値を必要とします。チャネル シミュレーションには、製品のアイ ダイアグラム、チャネル オペレーティング マージン（COM）の結果、またはビット誤り率（BER）が必要です。

アイ・ダイアグラムは、システムレベルの性能を特性化したものです。アイ・パターンは、トランスミッタからレシーバに連続的なデータ ストリームを送信し、受信したビットを互いにオーバーレイすることによって生成されます。時間が経つにつれて、受信したデータはアイ（目）のような形になっていきます。

COMは、散乱パラメータの測定から得られるチャネルの性能指数です。これは、受信機入力における計算された信号振幅と計算されたノイズ振幅の比に関係しています。

オープンピンフィールド・シグナルは、信号 、グランド、または電源をどこにでも配置できる優れた柔軟性を提供します。信号が割り当てられた選択は、特別に設計されたグランド構造により、通常、優れたSIパフォーマンスを発揮します。Twinaxグランド シールドを適切に接続するために、ケーブル付きコネクタの位置を割り当てることもできます。高速コネクタの性能に重要な多くのパラメータは、ピンの割り当てとフォームファクタによって大きく異なります。オープン ピン フィールド コネクタは、信号間に2つのグランド（SSGGSS）を配置すると、単一のグランド（SSGSS）に比べてクロストーク性能が向上します。

ピッチが小さい設計は、密度が高いため、システムの配置に適している可能性があります。ただし、近接性によりクロストークが増加するため、性能が低下する可能性があります。革新的な設計のため、これが常に正しいとは限らないので、最良の決定を下すためにはSI特性評価報告書を参照することが極めて重要です。