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我对MCU的信号完整性在工作中到时经常用到，而且也经常的调试，MCU信号完整性，稳住信号不跑偏，在电子设计领域，MCU就像整个系统的大脑，而信号完整性则是保障大脑与身体各部位顺畅沟通的关键。实际做PCB设计时，信号常常不听话，在板上跑得歪七扭八，让整个系统状况百出，不能够正常的工作，或者稳定的跑起来。下面就分享一些我在处理MCU信号完整性方面的经验，还有那些踩过的坑。
首先是要考虑布线，布线是影响信号完整性的首要因素，好的布线能让信号像在高速工作时飞速传输的关键。刚开始做设计时，我布线毫无章法，那个时候只要是哪个想要画板，基本免费帮别人画，只想着把各个元件连起来，结果信号在板上乱窜，系统时不时就出故障。后来也是对这方面研究多了我意识到，高速信号线得遵循最短路径原则。就像送快递，走的路越短，到达时间就越快，信号也就越稳定。所以在布局时，我会把相关的元件尽量靠近放置，减少信号线的长度。比如MCU和它直接控制的芯片，我会让它们紧挨着，这样信号线就能短一些，受到的干扰也少。
如果在布线时，条件允许的情况下可以用多层，分层布线也很重要。不同性质的信号线要分开走，就像把不同班级的学生安排在不同的教室，避免相互干扰。高频信号线对干扰特别敏感，我会把它们放在内层，周围用地层包裹起来，就像给信号线建了一个屏蔽层一样，能有效屏蔽外界的干扰。而低频信号线则可以放在外层，这样布局更合理，也能提高信号质量。 上面说了要尽量的短，长度匹配也是关键，对于差分信号线，长度必须严格一致。如果两根线长度不一样，信号到达的时间就会有差异，就像两个人跑步，一个先到终点，一个后到，会导致数据出错。我会用EDA软件精确测量和调整每根线的长度，让它们像双胞胎一样步调一致，就是常说的等长等距等宽。经过这样的精心布线，PCB上的线路看起来整齐有序，信号完整性也大大提高。 有时候，即使布线做得很好，信号还是可能会出现反射和失真，这时候匹配电阻就能派上大用场。匹配电阻就像一个平衡器，能让信号源和传输线之间的阻抗匹配，减少信号反射。 在高速信号传输中，常用的匹配方式有串联匹配和并联匹配。串联匹配是在信号源端串联一个电阻，让信号源的输出阻抗和传输线的特性阻抗相等。我曾经遇到过一个项目，MCU输出的时钟信号在传输过程中出现了严重的过冲和下冲，就像过山车一样起伏很大，导致系统时钟不稳定。后来我在信号源端串联了一个合适的电阻，经过调试，时钟信号变得平稳多了，系统也恢复了正常运行。
并联匹配则是在传输线的末端并联一个电阻，使传输线的末端阻抗和特性阻抗匹配。有一次我在设计一个SPI总线时，发现信号在总线上传输时出现了明显的失真，数据传输错误率很高。经过分析，原来是总线末端没有进行匹配。我赶忙在末端并联了一个上拉电阻，就像给信号加了一个助力器，信号质量立刻得到了改善，数据传输也变得准确可靠。
串扰是信号完整性中让人头疼的问题，它就像一个隐藏的炸*，随时可能让系统抽风。我曾经做过一个项目，系统在运行时时不时就会死机，数据也经常出错。经过一番排查，发现是相邻信号线之间的串扰导致的。
为了解决串扰问题，我想了很多办法。增加信号线之间的间距是最直接的方法，就像给两个人之间留出更大的空间，避免相互碰撞。我还在关键信号线周围添加了屏蔽地线，就像给信号线穿上了一层铠甲，能有效阻挡外界的干扰。另外，优化布线层叠结构也很重要，减少平行走线的长度，能降低串扰的影响。 处理MCU信号完整性需要耐心和细心，从精心布线到巧用匹配电阻，再到解决串扰问题，每一个环节都不能马虎。只有这样，才能让信号在PCB上稳稳地传输，让系统稳定可靠地运行。
串扰产生图： 等长线 右边打叉的就是一个错误的走法。
这个是正常的差分等长走法。
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