译  者  序
当前，半导体技术的迅猛发展，给数字设计工程师们带来了巨大的挑战。工程师们不得不重新审视高速互连中出现的许多现象，不得不研究对策以解决设计过程中急剧出现的诸多不可预见的问题。这些现象和问题最终都会引起信号的延迟、失真或畸变，甚至产生错误的信号，从而导致系统功能失效。以上这些现象和问题都是信号完整性所涵盖的内容。只有在透彻理解高速互连的诸多现象的基础上，才能很好地完成现在或未来高速数字系统的设计。
      本书作者Stephen H. Hall和Howard L. Heck都是信号完整性方面的资深专家，他们从应用物理、通信，以及微波工程等基础理论和基本技术入手，用大量的实例和图形，深入浅出地讨论了从电磁场理论到信道均衡等与信号完整性相关的诸多内容，讨论了传输线模型、电介质和导体模型，并考虑了其中的频变特性以及导体的表面粗糙度；对串扰、抖动和噪声的原理、模型和容许值预测方法也进行了深入的讨论，并讨论了模型的数学局限性。本书行文流畅，内容紧凑，语言精练，图表丰富，所用例子实用性很强，例子求解步骤清晰详细，分析和讨论了信号完整性方面最新的研究成果，可读性很强。本书每章都附有详尽的、最新的参考文献，对读者进行相关知识的拓展有着极大的帮助；每章都附有大量习题，使读者能够对理论、概念和方法的理解进行全面的验证。
      全书分为14章，并有6个附录及中英文术语对照。本书的翻译工作由电子科技大学的几位老师共同完成，其中张徐亮和张雅丽负责统稿和审校。张徐亮翻译了第1章、第3章至第9章及第13章和第14章，鲍景富翻译了第2章，于永斌翻译了第10章和第12章，张雅丽翻译了第11章。在翻译过程中，赵朝阳对第4章至第8章，张宇对第9章，刘洋洋对第13章等进行了大量的基础性工作。
      此外，对所有关心和支持本书翻译工作的同事、同仁致以诚挚的感谢！最后，限于译者自身的水平及经验，疏漏和不足在所难免，恳请读者批评指正。 

前    言
数字设计的发展，已进入设计技术和概念的需求期。这些技术和概念甚至困惑着一些专业的数字系统设计人员。究其原因是缺乏对高级信号完整性的通彻理解，使得诸如个人计算机等数字系统无法设计成功。在传统的设计中，高速互连现象常常可以忽略不计，因为它们对系统性能的影响很微弱。然而，随着计算机技术的不断发展，在众多决定系统性能的因素里，高速互连现象正起着主导作用，常常导致一些不可预见问题的出现，极大地增加了设计的复杂性。因此，每一代计算机设计都要重新理解以前不是关键因素的信号完整性问题，需要一些从前并不需要的新的设计技术。在现代和未来的系统中，如果不能充分理解高速互连现象，那么数字计算只能停滞不前。
本书综合诸如应用物理、通信和微波工程等领域的理论与技术，将其优化组合起来应用到高速数字设计中。书中阐述了一些与高级信号完整性相关的基础知识，不过读者若具有良好的电磁场理论、向量计算、微分方程、统计学和传输线分析等方面的知识，则更容易理解本书内容。本书将以传统的知识为基础，探讨包括信号完整性中与电磁场理论相关的知识和设计现代及未来的数字系统时对信号完整性问题进行电路补偿的均衡方法等前沿话题。为便于读者理解高级信号完整性的概念，书中给出了许多具体的设计实例，并对其中涉及的理论知识进行了极其详细的阐述。其中，很多理论和技术实践都可以直接运用。

本书特点
1． 尽可能形象化地描述理论概念。各章中都有大量的图表以辅助进行基本概念的讨论。
2． 严密的理论阐述，并使用了现实案例来展示理论在实际中的应用。
3． 总结了信号完整性所涉及的电磁场理论。
4． 严谨地拓展了传输线和串扰理论，使读者有个基本的理解，并阐述了如何将传输线和串扰理论应用到实际问题中。
5． 探索了物理特性一致的电介质和导体模型，从而将制造工艺和环境效应所带来的频率相关特性、表面粗糙度、物理变形特性等考虑在内。
6． 从实践和理论层面论述了差分信号。
7． 阐述了诸如因果关系、无源性、稳定性以及实数性等模型的数学局限。只有充分考虑这些局限性，才能使仿真结果和实际相一致。
8． 详细阐述了网络理论，包括S参数和频域分析。
9． 覆盖了诸如非理想电流回路、表格建模和通孔振荡等课题。
10． 论述了I/O设计和通道均衡的基础知识。
11． 讨论了时序扰动和噪声的建模和估算的方法。
12． 讨论了用表面响应模型处理多变量数据的系统分析技术。
现代信号系统不断地提出了亟待解决的问题。谁能解决这些问题谁就将决定未来。本书期望能用解决现代高速数字设计中出现的一些问题，以及用充分的理论知识来武装读者，站在超越本书的角度来解决一些甚至作者也还没有碰到过的问题。

致谢
有很多人为本书做出了直接或间接的贡献。我们很幸运有一个云集了优秀的工程师、科学家和出色专家的团体。他们的专业技术知识、智慧和谆谆教诲一直激励着我们。对他们的帮助，我们无限感激；若无他们的帮助，本书将无法完成。
对本书有着直接贡献的有：Ansoft公司的Guy Barnes，他帮我们审阅了书中有关数学的部分，提供了第10章所需的仿真数据，并提供了封面图形；老Stephen Hall，Stephen的父亲，教导了我们分子如何与外加电场交互作用，并将其撰写在第6章的相应小节中；南加利福尼亚大学的Paul Huray, 教导了我们电磁场理论的复杂状况，他是优秀的学术楷模；Intel公司的Yun Ling，耐心地检查了书中的数学公式，并细致地纠正了其中的错误；Intel公司的Kevin Slattery，审阅了第2章并不断激励我们完成本书；Intel公司的Chaitanya Sreerama Burt, 审阅了各章节，并复核了第2章中所有计算公式；Ansoft公司的Steven Pytel，慎重地审阅了第5章，纠正了一些错误并给出了改进本书的出色的建议；Daniel Hua, 检查了结论并帮助求解复杂微分方程；Intel公司的Luis Armenta，审阅了第6章的电介质模型；Tyco的Paul Hamilton，审阅了第6章。Intel公司的Gerardo Romo，审阅了第4章和第12章；Intel公司的Michael Mirmak，他也是现任IBIS开放论坛的主席，审阅了第11章；Intel公司的Richard Allred，审阅了第13章和第14章；Pelle Fornberg和Adam Norman，审阅了第13章中扰动和峰值失真的资料。
Stephen也对以下各位表示感谢：Dorothy Hall，Stephen的母亲，终生的鼓励，不断地灌输热忱、修养和动力等，激励着Stephen成为一名工程师，同时这些也体现在本书的撰写中。Garrett Hall，不仅审阅了各章节、复核了结论，也为简介部分提供了大量的资料及其目的，他是总能鼓动人心的、工作兢兢业业的、值得信赖的、富有情操的朋友，像一个大哥一样关怀着我。
Howard要对LockheedMartin公司的Eric Dibble和Intel公司的Martin Rausch表示感谢，感谢他们引领他进入信号完整性领域、帮助他职业的和个人的成长。同时也要感谢Intel公司的Ricardo SuarezGartner博士鼓励他撰写此书。
最后，Stephen将他在此书中的工作献给他终身的伴侣、最好的朋友、妻子、他生命中的珍珠——Jodi，并给予他全部的爱和感激，同时也献给他的女儿们，Emily和Julia，感谢她们带给他难以想象的快乐。
Howard将他在本书中的工作献给他漂亮的妻子Lisa，儿子Tyler和Nick，他们的支持和爱让他每天都很快乐，每天都是一种恩赐。

                                                Stephen H. Hall
                                                Howard L. Heck
                                                Hillsboro, OR
                                                July 2008