在当前高速电子设计中，数据速率已普遍达到数十Gbps甚至更高，如PCIe Gen6的64 GT/s、USB4和DDR5应用。信号在传输过程中极易受到反射、串扰、抖动等影响，导致眼图闭合、误码率上升或系统不稳定。信号完整性测试（Signal Integrity Testing，简称SI测试）通过量化这些问题，确保信号从源端到接收端保持高质量。它已成为高速产品设计验证和量产的必备环节。
信号完整性测试的概念
信号完整性测试评估高速信号在PCB走线、连接器、封装等路径中的传输保真度，关注阻抗匹配、反射、串扰、抖动和噪声等因素。核心是通过眼图、TDR波形等指标判断信号质量是否满足要求。
眼图是SI测试中最直观的表现形式，它将多个比特波形叠加显示，形成“眼睛”形状的图形。眼开口越大、越清晰，表示信号完整性越好；反之则存在失真隐患。
为什么高速产品必须做信号完整性测试
高速产品对信号边沿要求极高，任何微小失真都可能放大为系统级故障。常见风险包括：
- 反射引起眼图闭合，导致误码率（BER）升高。
- 串扰干扰相邻通道，影响多路并行传输。
- 抖动累积造成时序违规，系统间歇崩溃。
- 未及早测试导致后期返工成本激增，甚至产品无法通过认证。
在5G、AI服务器和汽车电子等领域，SI测试不仅是性能保障，更是合规要求。及早介入可显著缩短调试周期，确保产品可靠上市。
信号完整性测试的种类与方法
SI测试主要分为时域和频域两大类：
- 时域测试：TDR测量阻抗连续性和反射。
- 频域测试：VNA评估插入损耗和回波损耗。
- 眼图与抖动分析：量化眼高、眼宽、总抖动。
- 串扰测试：检测NEXT和FEXT干扰。
实际方法结合仿真（如HyperLynx）和实测，使用高带宽示波器采集数据。我们提供专业仪器支持，详情见芯片测试开发相关服务。
应用领域与行业标准
SI测试广泛应用于：
- 通信设备：5G基站、路由器链路优化。
- 数据中心：PCIe Gen6服务器主板。
- 消费电子：USB4、HDMI接口。
- 汽车电子：ADAS系统时序保障。
典型标准如下表：
| 标准 | 适用领域 | 关键指标示例 |
|---|---|---|
| PCIe Gen6 | 高速总线 | PAM4眼图抖动<0.1 UI |
| USB4 | 数据接口 | 回波损耗<-18 dB |
| DDR5 | 内存模块 | 眼宽裕度、时序>指定ps |
| HDMI 2.1 | 视频传输 | 带宽>48 Gbps，眼图模板合规 |
我们支持这些标准的测试与合规资料，更多认证资讯见新闻中心。
测试步骤详解
标准流程包括：
- 准备：定义参数、校准仪器、准备样品。
- 预仿真：建模链路，预测风险。
- 实测：采集眼图、TDR、VNA数据。
- 分析：比对阈值，定位问题根源。
- 优化：调整布局或材料，重测验证。
上海德垲可提供定制方案，加速从设计到量产的迭代。
真实案例分享
- 某5G模块串扰导致性能不稳，经TDR和眼图测试定位走线问题，优化后BER大幅下降。
- PCIe链路眼图裕度不足，通过VNA分析连接器匹配，改进后指标全面达标。
这些案例体现了SI测试在实际项目中的价值。
常见问题解答
- 测试周期多久？ 视复杂度，1-5天，我们支持快速响应。
- SI与PI区别？ SI侧重信号传输，PI关注供电稳定，两者常需联合。
- 费用价值如何？ 初期测试远低于后期故障修复，尤其高速场景。
- 如何入门？ 从眼图和阻抗控制入手，结合标准实践。
更多技术资料见芯片可靠性测试及相关服务。
总结
信号完整性测试是高速产品可靠性的核心保障，通过眼图、TDR、VNA等手段量化反射、串扰、抖动等问题，确保信号在高频环境下完整传输。在PCIe Gen6、USB4等前沿应用中，它已不可或缺。
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