【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电路板设计，尤其涉及一种电路板阻抗匹配与信号完整性优化方法及系统。
技术介绍
1、随着集成电路与电子设备向高速化、小型化和高集成度方向发展，信号完整性问题日益成为制约系统性能的关键因素。在高速信号传输过程中，电路板上的阻抗不匹配、频率色散效应以及温度变化等因素都会导致信号质量下降。为保证系统可靠运行，需要对电路板进行阻抗匹配和信号完整性优化，这已成为高速电路设计中的重要环节。传统的信号完整性优化方法主要通过调整补偿参数和滤波参数来改善信号质量，并基于测试数据进行人工优化调试。
2、在现有技术中，单点测试方法难以全面反映电路板各区域的信号特性差异，容易遗漏局部信号质量异常；固定参数的信号处理策略未能充分考虑频率色散效应的影响，难以有效应对不同频率成分的损耗和失真；依赖经验参数设置和人工调试的优化方法缺乏自适应能力，无法及时响应工作温度和信号速率变化带来的影响；单一指标的评估方式无法准确反映信号质量的整体状况，而缺乏实时反馈和动态调整机制的静态优化方式，其优化效率较低。
3、综上所述，实现电路板信号特性的系统化分析和自适应优化，建立全面的多维度评估体系，并在此基础上构建具有实时反馈和动态调整能力的优化方法，以提高信号完整性优化的准确性和效率。本专利技术能够解决现有技术中的问题。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种电路板阻抗匹配与信号完整性优化方法及系统，能够解决现有技术中的问题。
2、本专利技术实施例的第一方面，
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4、将电路板划分为多个信号完整性分析区域，并在每个信号完整性分析区域设置多个信号测试点，采集所述信号测试点的信号特征参数，包括特征阻抗值、信号传输速率、信号上升时间以及不同工作温度下的信号响应，基于自适应加权聚类算法，对所述信号特征参数进行分类分析，识别信号质量异常区域，建立包含信号完整性、串扰抑制、信号时序和功耗损耗的多维度评估指标体系，并计算所述信号质量异常区域基于多维度评估指标体系的初始评分；
5、针对所述信号质量异常区域，构建考虑频率色散效应的信号补偿模型，并基于所述信号特征参数计算补偿系数的初始值；基于所述信号补偿模型，通过互补型递归滤波器对所述信号质量异常区域的信号进行处理，根据所述信号特征参数设定滤波系数的初始值；基于补偿系数的初始值和滤波系数的初始值对信号质量异常区域进行信号初步处理，并通过所述多维度评估指标体系评估处理结果，得到相对于初始评分的评分变化，确定补偿系数和滤波系数的系数调整量；
6、构建深度强化学习模型，将所述信号测试点的特征参数作为状态输入，系数调整量作为动作输出，评分变化作为奖励函数，构建深度强化学习模型；利用所述深度强化学习模型，基于所述状态输入和所述奖励函数，动态调整补偿系数和滤波系数，得到优化补偿系数和优化滤波系数，对信号质量异常区域进行信号处理，并进行实时评估，将评估结果反馈给深度强化学习模型进行迭代优化；当所述多维度评估指标体系的评分连续达到预设阈值时，确定所述电路板的信号完整性优化完成。
7、在一种可选的实施例中，
8、将电路板划分为多个信号完整性分析区域，并在每个信号完整性分析区域设置多个信号测试点，采集所述信号测试点的信号特征参数，包括特征阻抗值、信号传输速率、信号上升时间以及不同工作温度下的信号响应，基于自适应加权聚类算法，对所述信号特征参数进行分类分析，识别信号质量异常区域，建立包含信号完整性、串扰抑制、信号时序和功耗损耗的多维度评估指标体系，并计算所述信号质量异常区域基于多维度评估指标体系的初始评分包括：
9、基于信号测试点，确定图的节点，基于信号的传输路径，确定图的边，将电路板的布线拓扑结构转换为图结构；提取所述信号测试点的局部特征和全局特征，所述局部特征包括特征阻抗值、信号传输速率和信号上升时间，所述全局特征包括不同工作温度下的信号响应；利用图注意力机制，计算所述信号测试点之间的关联强度，基于所述关联强度构建区域分割准则，将所述电路板划分为多个信号完整性分析区域；
10、在所述信号完整性分析区域设置多模态传感器阵列，采集所述信号测试点的信号特征参数；根据所述信号特征参数，确定采样策略，包括采样率和采样时长；采用小波变换对所述信号特征参数进行时频分析，提取时变特性；基于所述多模态传感器阵列的空间分布，构建所述信号特征参数的三维分布模型；将所述信号完整性分析区域的分割信息与所述三维分布模型结合，生成区域特征数据；
11、构建自适应加权聚类模型，将区域特征数据输入自适应加权聚类模型；基于信号特征参数的时变特性动态调整自适应加权聚类模型的权重系数，对信号特征参数进行分类分析，识别信号质量异常区域；
12、建立多维度评估指标体系，包括信号完整性指标、串扰抑制指标、信号时序指标和功耗损耗指标；基于所述信号特征参数的时变特性，构建指标权重计算模型；将信号测试点的关联强度作为所述多维度评估指标体系中各指标间耦合度的计算依据，根据信号特征参数动态调整多维度评估指标体系中各指标的权重；结合信号质量异常区域的识别结果，计算信号质量异常区域基于所述多维度评估指标体系的初始评分。
13、在一种可选的实施例中，
14、基于所述关联强度构建区域分割准则包括：
15、获取信号测试点之间的初始关联强度，将所述初始关联强度按照最大最小值范围映射至零到一的区间，得到第一关联强度；根据信号测试点的空间坐标，计算信号测试点之间的物理距离，基于所述物理距离，随物理距离的增大而减小，生成距离衰减系数，所述距离衰减系数与所述第一关联强度相乘得到第二关联强度；提取信号测试点的信号波形特征，计算不同信号测试点之间的波形相似度，得到波形相似系数，将所述波形相似系数与所述第二关联强度相乘得到第三关联强度；
16、计算所述第三关联强度的均值，作为初始关联阈值；建立区域划分规则，根据所述区域划分规则，将第三关联强度大于所述初始关联阈值的相邻信号测试点划分到同一区域，得到初始区域划分结果；
17、计算同一区域内信号测试点之间的最大物理距离，若所述最大物理距离超过预设距离阈值，则将距离最远的信号测试点分离形成新的区域，得到第一次优化区域划分结果；统计所述第一次优化区域划分结果中各区域内的信号测试点数量，将信号测试点数量超出预设数量上限的区域进行分割，将信号测试点数量低于预设数量下限的区域进行合并，得到第二次优化区域划分结果；识别所述第二次优化区域划分结果中区域边界处的第三关联强度变化趋势，确定所述第三关联强度从区域内部向边界递减，若不满足递减趋势，调整区域边界，得到第三次优化区域划分结果；
18、计算相邻区域之间的信号测试点的平均第三关联强度，提取相邻区域的信号波形特征，若所述平均第三关联强度与所述信号波形特征的相似度都超过设定阈值，则将相邻区域合并；
19、统计合并后各区域内信号测试点的空间分布密度与所述第三本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.电路板阻抗匹配与信号完整性优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将电路板划分为多个信号完整性分析区域，并在每个信号完整性分析区域设置多个信号测试点，采集所述信号测试点的信号特征参数，包括特征阻抗值、信号传输速率、信号上升时间以及不同工作温度下的信号响应，基于自适应加权聚类算法，对所述信号特征参数进行分类分析，识别信号质量异常区域，建立包含信号完整性、串扰抑制、信号时序和功耗损耗的多维度评估指标体系，并计算所述信号质量异常区域基于多维度评估指标体系的初始评分包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述关联强度构建区域分割准则包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述多模态传感器阵列的空间分布，构建所述信号特征参数的三维分布模型；将所述信号完整性分析区域的分割信息与所述三维分布模型结合，生成区域特征数据包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对所述信号质量异常区域，构建考虑频率色散效应的信号补偿模型，并基于所述信号特征参数计算补偿系数的初始值；基于所述信号补
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于补偿系数的初始值和滤波系数的初始值对信号质量异常区域进行信号初步处理，并通过所述多维度评估指标体系评估处理结果，得到相对于初始评分的评分变化，确定补偿系数和滤波系数的系数调整量包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建深度强化学习模型，将所述信号测试点的特征参数作为状态输入，系数调整量作为动作输出，评分变化作为奖励函数，构建深度强化学习模型；利用所述深度强化学习模型，基于所述状态输入和所述奖励函数，动态调整补偿系数和滤波系数，得到优化补偿系数和优化滤波系数，对信号质量异常区域进行信号处理，并进行实时评估，将评估结果反馈给深度强化学习模型进行迭代优化；当所述多维度评估指标体系的评分连续达到预设阈值时，确定所述电路板的信号完整性优化完成包括：
8.电路板阻抗匹配与信号完整性优化系统，用于实现前述权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.电路板阻抗匹配与信号完整性优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将电路板划分为多个信号完整性分析区域，并在每个信号完整性分析区域设置多个信号测试点，采集所述信号测试点的信号特征参数，包括特征阻抗值、信号传输速率、信号上升时间以及不同工作温度下的信号响应，基于自适应加权聚类算法，对所述信号特征参数进行分类分析，识别信号质量异常区域，建立包含信号完整性、串扰抑制、信号时序和功耗损耗的多维度评估指标体系，并计算所述信号质量异常区域基于多维度评估指标体系的初始评分包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述关联强度构建区域分割准则包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述多模态传感器阵列的空间分布，构建所述信号特征参数的三维分布模型；将所述信号完整性分析区域的分割信息与所述三维分布模型结合，生成区域特征数据包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对所述信号质量异常区域，构建考虑频率色散效应的信号补偿模型，并基于所述信号特征参数计算补偿系数的初始值；基于所述信号补偿模型，通过互补型递归滤波器对所述信号质量异常区域的信号进行处理，根据所述信号特征参数...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡毓晓，仲文艳，曹亚峰，胡英格，胡彩艳，
申请(专利权)人：江苏南极星新能源技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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