SSNの理解
SSNは、デバイスの単一の被害側I/Oピンに誘導されるノイズ電圧として定義されており、デバイス上の他の加害側I/Oピンのスイッチング動作によって発生します。SSNは、電圧ノイズとタイミングノイズの2種類のノイズに分類することができます。
3つのピンがある次のシステム例では、2つのピン (AとC) がスイッチングし、1つは静的なピン (B) です。ピンを別々に駆動している場合、バッファーの出力の電圧波形は、図の左側に示されている実線の曲線のように、ノイズ干渉がない状態で現れます。ただし、ピンAおよびCが同時にスイッチングしている場合、スイッチングによって生成されるノイズが他のピンに誘導されます。このノイズは、ピンBの電圧ノイズ、およびピンAとピンCのタイミングノイズとして現れます。
図 1. 3つのピンを備えるシステムこの図の点線の曲線は、ピンBの電圧ノイズとピンAおよびピンCのタイミングノイズを表しています。
電圧ノイズは、SSNによる信号の電圧の変化として測定されます。信号がQHの場合は、0Vに向かう電圧の変化として測定されます。信号がQLの場合は、VCCに向かう電圧の変化として測定されます。
電圧ノイズは、SSOによって次の2つのワーストケースの条件下で発生する可能性があります。
- 被害側のピンがHighで、加害側のピン (SSO) がLowからHighに切り替わっている
- 被害側のピンがLowで、加害側のピン (SSO) がHighからLowに切り替わっている
図 2. ピンBの静的なHighの出力における推定ノイズ
図 3. ピンDの静的なLowの入力における推定ノイズ
SSNはいかなるシステムでも発生する可能性がありますが、誘発されるノイズが常に障害を引き起こすとは限りません。電圧の機能エラーは、静的な被害側のピンにおけるSSNによって、静的なピンの電圧値が大きく変化し、その信号に従うロジックでロジックの値の変化が読み取られる場合にのみ発生します。QH信号の場合、電圧の機能エラーは、ノイズイベントによって電圧がVIHを下回ると発生します。同様に、QL信号の場合は、電圧の機能エラーは、ノイズイベントによって電圧がVILを超えると発生します。インテルのデバイスのVIHおよびVILはI/O規格によって異なり、信号の静的な電圧値も異なるため、ボルトで測定されるSSNの絶対量を使用して、電圧障害が発生するかを判断することはできません。代わりに、SSNによる影響のレベルを評価する際は、インテルのデバイスにおける信号マージンの割合の観点からSSNを定量化することができます。
図 4. ノイズマージンの報告
上の図では、4つのノイズイベントを表しています。2つはQH信号で発生しており、2つはQL信号で発生しています。図の右側に示されている2つのノイズイベントは信号マージンの50%を消費していますが、電圧の機能エラーは発生しません。ただし、図の左側に示されている2つのノイズイベントは信号マージンの100%を消費しているため、電圧の機能エラーが発生する可能性があります。
加害側の信号によって引き起こされるノイズは、レシーバーのサンプリング・ウィンドウ外の被害ピンに同期的に関連します。このノイズは被害ピンのスイッチング時間に影響しますが、入力しきい値違反障害とはみなされません。
図 5. 機能エラーのない同期電圧ノイズ