1.1　信號完整性的要求及問題的產生

信號完整性問題如果未能得到妥善解決將會導致信號失真，而失真后的不正確數據信號、地址信號和控制線信號將會引起系統錯誤工作，甚至直接導致系統崩潰。因此，信號完整性問題已成為高速產品設計中值得注意的問題。

信號完整性最原始的含義應該是：信號能保持其應該具有的波形而不產生畸變。很多因素都會導致信號波形的畸變，如果其畸變較小，對于電路的功能不會產生影響；如果其畸變很大，電路應有的功能將會受損甚至被破壞。那么這里又會出現另一個問題：多大的信號波形畸變會對電路功能產生影響？這就是信號完整性的要求問題，而這個要求和具體應用、電路板的其他電氣指標有關，而且這些指標沒有被確定統一。

1.1.1　信號完整性的要求

系統頻率（芯片內部時鐘源以及外部時鐘源）、電磁干擾、電源紋波、數字器件開關噪聲、系統熱噪聲等都會對信號產生影響。

信號完整性的要求要從兩個方面（時間和空間）反映到實際的信號上，就是信號的幅值和頻率相位。

對于數字信號，對信號波形畸變的兼容性相對較大。此兼容性的大小和電路板上的電源系統供電電壓波紋、系統的噪聲裕量、所用器件對于信號建立時間和保持時間的要求等有關。對于模擬信號，相對比較敏感，可容忍的信號波形畸變相對較小，此畸變的大小和系統噪聲、器件非線性特性、電源質量等有關。

1.1.2　信號完整性問題產生的原因

信號完整性問題的真正起因是不斷縮減的信號上升與下降時間。一般來說，當信號跳變比較慢即信號的上升和下降時間比較長時，PCB中的布線可以建模成具有一定延時的理想導線。此時，從功能分析來說，所有連線延時都可以集總在驅動器的輸出端。于是，通過不同連線連接到該驅動器輸出端的所有接收器的輸入端在同一時刻都可得到相同的信號波形。

然而，隨著信號變化的加快，信號上升時間和下降時間縮短，電路板上的每個線段由理想的導線轉變為復雜的傳輸線。此時信號連線的延時不能再以集總參數模型的方式建模在驅動器的輸出端，同一個驅動器輸出信號驅動一個復雜的PCB連線時，電學上連接在一起的每個接收器上接收到的信號波形就不再相同。從實踐經驗中得知，一旦傳輸線的長度大于驅動器輸出信號上升時間或者下降時間對應的有效長度的1/6，傳輸線效應就會顯現，即出現信號完整性問題。信號完整性問題包括反射、過沖和下沖、振蕩和環繞振蕩、地電平面反彈和回流噪聲、串擾和延遲等。