7 ting du skal vide om højhastighedskredsløbslayout

01
Power layout relateret

Digitale kredsløb kræver ofte diskontinuerlige strømme, så indkoblingsstrømme genereres for nogle højhastighedsenheder.

Hvis effektsporet er meget langt, vil tilstedeværelsen af ​​startstrøm forårsage højfrekvent støj, og denne højfrekvente støj vil blive introduceret i andre signaler. I højhastighedskredsløb vil der uundgåeligt være parasitisk induktans, parasitisk modstand og parasitisk kapacitans, så den højfrekvente støj vil i sidste ende blive koblet til andre kredsløb, og tilstedeværelsen af ​​parasitisk induktans vil også føre til sporets evne til at modstå den maksimale overspændingsstrøm falder, hvilket igen fører til et delvist spændingsfald, hvilket kan deaktivere kredsløbet.

 

Derfor er det særligt vigtigt at tilføje en bypass-kondensator foran den digitale enhed. Jo større kapacitansen er, er transmissionsenergien begrænset af transmissionshastigheden, så en stor kapacitans og en lille kapacitans kombineres generelt for at opfylde det fulde frekvensområde.

 

Undgå hot spots: signalvias vil generere hulrum på strømlaget og bundlaget. Derfor vil urimelig placering af vias sandsynligvis øge strømtætheden i visse områder af strømforsyningen eller jordplanet. Disse områder, hvor strømtætheden stiger, kaldes hot spots.

Derfor skal vi gøre vores bedste for at undgå denne situation, når vi indstiller viaerne, for at forhindre, at flyet bliver splittet, hvilket i sidste ende vil føre til EMC-problemer.

Normalt er den bedste måde at undgå hot spots på at placere vias i et maskemønster, så strømtætheden er ensartet, og flyene ikke bliver isoleret på samme tid, returvejen vil ikke være for lang, og EMC-problemer vil ikke forekomme.

 

02
Sporets bøjningsmetode

Ved udlægning af højhastighedssignalledninger skal du undgå at bøje signalledningerne så meget som muligt. Hvis du skal bøje sporet, skal du ikke spore det i en spids eller ret vinkel, men bruge en stump vinkel.

 

Når vi lægger højhastighedssignallinjer, bruger vi ofte serpentinlinjer for at opnå samme længde. Den samme serpentinlinje er faktisk en slags bøjning. Linjebredden, afstanden og bøjningsmetoden bør alle vælges med rimelighed, og afstanden skal overholde 4W/1,5W-reglen.

 

03
Signal nærhed

Hvis afstanden mellem højhastighedssignallinjer er for tæt, er det let at producere krydstale. Nogle gange, på grund af layout, bordrammestørrelse og andre årsager, overstiger afstanden mellem vores højhastighedssignallinjer vores minimumspåkrævede afstand, så kan vi kun øge afstanden mellem højhastighedssignallinjerne så meget som muligt nær flaskehalsen. afstand.

Faktisk, hvis pladsen er tilstrækkelig, prøv at øge afstanden mellem de to højhastighedssignallinjer.

 

03
Signal nærhed

Hvis afstanden mellem højhastighedssignallinjer er for tæt, er det let at producere krydstale. Nogle gange, på grund af layout, bordrammestørrelse og andre årsager, overstiger afstanden mellem vores højhastighedssignallinjer vores minimumspåkrævede afstand, så kan vi kun øge afstanden mellem højhastighedssignallinjerne så meget som muligt nær flaskehalsen. afstand.

Faktisk, hvis pladsen er tilstrækkelig, prøv at øge afstanden mellem de to højhastighedssignallinjer.

 

05
Impedansen er ikke kontinuerlig

Impedansværdien af ​​et spor afhænger generelt af dets linjebredde og afstanden mellem sporet og referenceplanet. Jo bredere sporet er, jo lavere impedans er det. I nogle interfaceterminaler og enhedspads er princippet også anvendeligt.

Når puden på en interfaceterminal er forbundet til en højhastighedssignallinje, hvis puden er særlig stor på dette tidspunkt, og højhastighedssignallinjen er særlig smal, er impedansen af ​​den store pude lille, og den smalle spor skal have stor impedans. I dette tilfælde vil der forekomme impedansdiskontinuitet, og signalreflektion vil forekomme, hvis impedansen er diskontinuerlig.

Derfor, for at løse dette problem, placeres et forbudt kobberark under den store pude på grænsefladeterminalen eller enheden, og pudens referenceplan placeres på et andet lag for at øge impedansen for at gøre impedansen kontinuerlig.

 

Vias er en anden kilde til impedansdiskontinuitet. For at minimere denne effekt bør den unødvendige kobberhud, der er forbundet med det indre lag og gennemgangen, fjernes.

Faktisk kan denne form for operation elimineres af CAD-værktøjer under designet eller kontakte PCB-behandlingsproducenten for at eliminere det unødvendige kobber og sikre impedansens kontinuitet.

 

Vias er en anden kilde til impedansdiskontinuitet. For at minimere denne effekt bør den unødvendige kobberhud, der er forbundet med det indre lag og gennemgangen, fjernes.

Faktisk kan denne form for operation elimineres af CAD-værktøjer under designet eller kontakte PCB-behandlingsproducenten for at eliminere det unødvendige kobber og sikre impedansens kontinuitet.

 

Det er forbudt at arrangere vias eller komponenter i differentialparret. Hvis vias eller komponenter placeres i differentialparret, vil der opstå EMC-problemer, og impedansdiskontinuiteter vil også resultere.

 

Nogle gange skal nogle højhastighedsdifferentielle signallinjer forbindes i serie med koblingskondensatorer. Koblingskondensatoren skal også arrangeres symmetrisk, og pakken med koblingskondensatoren bør ikke være for stor. Det anbefales at bruge 0402, 0603 er også acceptabelt, og kondensatorer over 0805 eller side-by-side kondensatorer er bedst ikke at blive brugt.

Normalt vil vias producere enorme impedansdiskontinuiteter, så for højhastighedsdifferentielle signallinjepar, prøv at reducere vias, og hvis du vil bruge vias, arrangere dem symmetrisk.

 

07
Lige lang

I nogle højhastighedssignalgrænseflader, generelt, såsom en bus, skal ankomsttids- og tidsforsinkelsesfejlen mellem de individuelle signallinjer tages i betragtning. For eksempel, i en gruppe af højhastigheds-parallelle busser, skal ankomsttiden for alle datasignallinjerne garanteres inden for en vis tidsforsinkelsesfejl for at sikre konsistensen af ​​opsætningstiden og holdetiden. For at imødekomme denne efterspørgsel skal vi overveje lige længder.

Højhastighedsdifferentialsignallinjen skal sikre en streng tidsforsinkelse for de to signallinjer, ellers er det sandsynligt, at kommunikationen mislykkes. For at opfylde dette krav kan man derfor bruge en serpentineline til at opnå lige lang længde og derved opfylde tidsforsinkelseskravet.

 

Serpentinlinjen bør generelt placeres ved kilden til tabet af længde, ikke i den fjerne ende. Kun ved kilden kan signalerne i den positive og negative ende af differentiallinjen transmitteres synkront det meste af tiden.

Serpentinlinjen bør generelt placeres ved kilden til tabet af længde, ikke i den fjerne ende. Kun ved kilden kan signalerne i den positive og negative ende af differentiallinjen transmitteres synkront det meste af tiden.

 

Hvis der er to spor, der er bøjet, og afstanden mellem de to er mindre end 15 mm, vil tabet af længde mellem de to kompensere hinanden på dette tidspunkt, så der er ingen grund til at udføre ens længdebehandling på dette tidspunkt.

 

For forskellige dele af højhastighedsdifferentielle signallinjer bør de uafhængigt være lige lange. Viaer, seriekoblingskondensatorer og interfaceterminaler er alle højhastighedsdifferentielle signallinjer opdelt i to dele, så vær særlig opmærksom på dette tidspunkt.

Skal have samme længde separat. Fordi meget EDA-software kun er opmærksom på, om hele ledningsnettet er tabt i DRC.

For grænseflader som LVDS-displayenheder vil der være flere par differentialpar på samme tid, og tidskravene mellem differentialparrene er generelt meget strenge, og tidsforsinkelseskravene er særligt små. For sådanne differentielle signalpar kræver vi derfor generelt, at de er i samme plan. Lav kompensation. Fordi signaltransmissionshastigheden for forskellige lag er forskellig.

Når noget EDA-software beregner længden af ​​sporet, vil sporet inde i puden også blive beregnet inden for længden. Hvis længdekompensationen udføres på dette tidspunkt, vil det faktiske resultat miste længden. Så vær særlig opmærksom på dette tidspunkt, når du bruger noget EDA-software.

 

Hvis du kan, skal du til enhver tid vælge en symmetrisk routing for at undgå behovet for i sidste ende at udføre en serpentin routing i samme længde.

 

Hvis pladsen tillader det, så prøv at tilføje en lille løkke ved kilden til den korte differentiallinje for at opnå kompensation, i stedet for at bruge en slangelinje til at kompensere.