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信号匹配性（SI）的问题越早解决，PCB设计的效率越高，能够避免在PCB设计完成后终端设备增加。SI PCB设计虽然计划的工具和资源不少，但本文探索信号匹配性的核心议题和解决SI问题的一些方法，忽略PCB设计过程的技术细节。
1.SI提出问题
2.到PCB设计为止的准备
3.电路板的层叠
4.串扰和阻抗控制
5.重要高速节点
6.技术选择
7.预路由阶段
8.接线后SI仿真
9.后制造阶段
10.模特的选择
11.未来技术的趋势
一、SI问题的提出
IC随着输出开关速度的提高，无论信号周期如何，大部分PCB设计都面临信号匹配性的问题。即使过去没有遇到SI的问题，随着电路的工作频率的上升，今后也一定会面临信号整合性的问题。
信号匹配的问题主要是IC信号的过冲和衰减振动现象，该信号是驱动幅度和跳跃时间的函数。即，即使布线拓扑没有变化，只要芯片速度足够快，现有PCB设计处于临界状态或停止操作。使用两个例子来说明信号匹配性PCB设计是不可避免的。
示例之一：在通信领域，最先进的电信公司为了与声音进行数据交换而生产高速电路板（500MHz以上），但是在这种情况下，成本并不特别重要，所以可以尽量采用多层板。这样的电路板能够实现充分的接地，能够容易地构成电源电路，根据需要也可以采用大量的离散的端子装置，但是PCB设计必须正确，不能处于临界状态。
SI和EMC专家可以在布线之前进行模拟和计算，然后根据PCB设计一系列非常严格的PCB设计规则，在有疑问的地方，可以增加端设备，并且可以获得尽可能多的SI安全裕度。电路板在实际动作中，由于总是发生一些问题，所以通过采用可控制的阻抗端子配线，能够避免SI问题。简单地说，超标准PCB设计能够解决SI问题。
例2：从成本上来说，电路板通常限制在4层以内（外部的2层分别是电源层和接地层）。这极大地限制了阻抗控制的作用。并且，布线层很少使串扰激化，必须将信号线间隔抑制到最小限度来配置更多的打印线。另一方面，PCB设计工程师必须采用最新和最佳CPU、内存和视频总线PCB设计。这些PCB设计必须考虑SI的问题。
对于布线、拓扑结构和终止方案，工程师通常可以从CPU制造商获得许多建议，但是这些PCB设计指南需要与制造过程相结合。由于增加阻抗控制和终端设备的空间小，PCB设计师的操作比电信PCB设计师的操作更困难。在这种情况下，在确保产品PCB设计的期间的同时，必须充分研究并解决那些不完全的信号。
接着，对PCB设计过程共通的SI PCB设计准则进行说明。
二、PCB设计之前的准备
在开始PCB设计之前，为了指导元设备的选择、过程的选择、以及电路板生产成本控制等作业，必须先考虑PCB设计战略并决定。关于SI，为了形成计划或PCB设计准则，事先进行调查，确保PCB设计结果中没有明显的SI问题、串扰或定时问题。一些PCB设计准则可以由IC制造商提供，但是芯片供应商提供的准则（或者你自己PCB设计的准则）有一定的限制，根据这样的准则PCB设计可能不能满足SI要求电路板。PCB设计如果规则简单，就不需要PCB设计工程师。
在实际布线之前，首先解决以下问题。很多情况下，这些问题会影响你在想PCB设计（或者PCB设计）的电路板。电路板的数量大的情况下，这个工作有价值。
三、电路板的层叠
有些项目组PCB对层数的决定有很大的自主权，但是其他项目组没有这样的自主权，所以知道你的位置很重要。与制造及成本分析工程师交流，能够决定电路板的层叠误差，此时也是发现电路板制造公差的好机会。例如，如果指定某层为50Omega，则阻抗控制，制造商如何测量并确保该数值？
其他重要问题，预计制造公差是多少？电路板预期的绝缘常数是多少？线宽和间距的允许误差是多少？接地层和信号层的厚度和间隔允许误差是多少？所有这些信息都可以在预路由阶段使用。
可以根据上述数据选择层叠。注意，插入其他电路板或背板PCB的大部分具有厚度要求，许多电路板制造商对于可制造的不同类型的层具有一定的厚度要求，这极大地限制了最终层叠的数量。可能想和制造商紧密合作来定义层叠的数量。应该使用阻抗控制工具在不同层中产生目标阻抗范围，并且必须考虑制造商提供的制造允许误差和邻近布线的影响。
在信号完全理想的情况下，所有高速节点都应该布线到阻抗控制层（例如，带状线），但实际上，工程师必须使用外层频繁地对所有高速节点或一些高速节点进行布线。SI进行优化，电路板为了维持剥离，需要尽可能成对地配置接地层/电源层。只有1个接地层/电源层的情况下，只能忍耐。完全没有电源层时，根据定义SI可能会发生问题。另外，信号返回路径还没有定义之前，模拟和模拟电路板性能也有困难的情况。
四、串扰和阻抗控制
来自邻近信号线的耦合导致串扰，并且改变信号线的阻抗。相邻的平行信号线的耦合分析可以确定信号线之间或各种信号线之间的ldquo。安全rdquo；或预测间隔（或平行接线长度）。例如，虽然试图将从时钟到数据信号节点的串扰限制在100mV以内，但是为了使信号保持平行，计算或模拟可以在任何给定布线层上找到信号之间的最小允许间隔。另外，如果PCB设计中包含阻抗的重要节点（或时钟或专用高速存储器架构），为了获得期望的阻抗，需要在一层（或多层）上配置布线。
五、重要高速节点
延迟和滞后是时钟布线中必须考虑的重要因素。由于定时严格，这样的节点通常必须采用端设备来实现最佳SI质量。为了调整信号匹配性PCB设计的指标，这些节点在计划调整元设备的配置和布线所需的时间的同时预先确定。
六、技术选择
不同的驱动技术适用于不同的任务。信号是点对点还是点对多抽头。信号是从电路板输出还是留在相同电路板。允许的滞后和噪声的余量是多少？作为信号匹配性PCB设计的一般准则，转换速度越慢，信号匹配性越好。50MHz时钟采用500ps的上升时间是没有理由的。23ns的挥杆控制元件的速度足以保证SI的质量，有助于解决图像输出同步交换SSO、电磁兼容性EMC等问题。
在新的FPGA可编程技术或用户定义ASIC中，发现驱动技术的优势。如果采用这些定制（或半定制）设备，选择驱动宽度和速度的余地会变大。PCB设计初期满足FPGA（或者ASICPCB设计时间的要件，决定适当的输出选择，如果可能的话也包含销选择。
在该PCB设计阶段，IC从供应商获得适当的模拟模型。为了有效的覆盖SI仿真，需要与SI仿真程序对应的模拟模型（恐怕IBIS模型。
最后，在预布线和布线阶段，必须确立一系列PCB设计指导方针，包括目标层阻抗、布线间隔、采用倾向的设备过程、重要节点拓扑和端接计划。
七、预备接线阶段
预布线SI计划的基本程序首先定义输入参数范围（驱动振幅、阻抗、跟踪速度）和可能的拓扑范围（最小/最大长度、短线长度等），然后执行可能的模拟的各组合，分析定时和SI仿真结果最后找到可接受的数值范围。
接着，将动作范围解释为PCB配线的配线限制条件。这种类型的ldquo可以使用不同的软件工具来执行。清扫rdquo；配线程序准备自动处理这样的配线约束条件。对于许多用户来说，定时信息实际上比SI结果更重要，相互连接模拟的结果可以改变布线，调整信号通路的定时。
在其他应用中，可以使用该过程来确定与系统时序指示符不兼容的引脚或设备的布局。在这种情况下，可以完全识别不需要需要需要手动布线的节点或端接接头的节点。对于可编程设备和ASIC，还可以调整输出驱动的选择以改进SI设计或避免离散端子设备的采用。
八、配线后SI仿真
一般来说，SI PCB设计指导方针难以保证在实际的配线完成后SI或时序的问题不会发生。PCB设计即使在手册的引导下进行，只要不能继续自动检查PCB设计，就不能保证PCB设计完全遵守基准，避免发生问题。配线后的SI仿真检查能够有计划地打破（或变更）PCB设计规则，但这只不过是在考虑成本或严格的配线要件下所需要的作业。
现在，SI仿真采用引擎，完全模拟高速数字PCB（甚至是多板系统），能够自动遮蔽SI问题，生成正确的ldquo。从引脚到引脚的延迟参数。如果输入信号足够，模拟结果也同样良好。由此，元件模型和电路板制造参数的精度成为决定模拟结果的重要因素。很多PCB设计工程师模拟ldquo。最小rdquo；以及ldquo；最大rdquo；的PCB设计角，采用相关信息解决问题，调整生产性。
九、后制造阶段
通过上述措施，能够确保电路板的SI PCB设计品质，即使在电路板组装完成后，也需要将电路板放置在测试平台，使用示波器或TDR时域反射计测量，将真实电路板与模拟的预想结果进行比较。这些测量数据有助于改进模型和制造参数，以便在下一个事前PCB设计调查工作中做出更好的（更少的约束条件）决定。
十、模式选择
关于模型选择的文章很多，虽然进行静态时序验证的工程师们可以从设备数据表中获得所有数据，但是可能发现构建模型仍然是困难的。SI仿真模型正好相反，模型的构筑容易，但是模型数据很难得到。本质上，SI模型数据的唯一可靠来源是IC供应商，需要与PCB设计工程师保持默契合作。IBIS模型标准提供一致的数据载体，IBIS模型的构建和质量保证成本高，IC供应商对该投资需要促进市场需求的作用，电路板厂商可能是唯一的需要者市场。
十一、未来技术趋势
假设系统中的所有输出都可以被调整为匹配布线阻抗或接收电路的负载，这样的系统测试是方便的，SI问题可以通过编程来解决，或者IC根据特定的过程分布来调整电路板以达到期望SIPCB设计能够使容许差更大，或者使硬件结构的范围更宽。
目前，在行业中，许多技术包括PCB设计好的端子装置（例如LVDS和自动可编程输出强度控制和动态自动端子功能，使用这些技术的PCB设计可以获得优秀的SI质量，但是许多技术与标准的CMOS或TTL逻辑电路有很大的不同与现有模拟模型的组合不太好SI设备技术也受到关注。
因此，EDA公司也加入到ldquo中。轻微松弛PCB设计rdquo；在一个体育场里，人们在PCB设计初期SI为了解决问题已经做了很多工作，将来，SI专家不需要借助自动化工具SI解决问题。现在，技术还没有发展到那个水平，但是人们从ldquo开始摸索新的PCB设计方法。SI及时序布线rdquo；从出发开始PCB设计的技术正在发展，预计在今后几年内会诞生新的PCB设计技术。
