7 điều bạn phải biết về bố cục mạch tốc độ cao

01
Bố cục sức mạnh liên quan

Mạch kỹ thuật số thường yêu cầu các dòng điện không liên tục, do đó, dòng điện được tạo ra cho một số thiết bị tốc độ cao.

Nếu dấu vết công suất rất dài, sự hiện diện của dòng điện sẽ gây ra tiếng ồn tần số cao và nhiễu tần số cao này sẽ được đưa vào các tín hiệu khác. Trong các mạch tốc độ cao, chắc chắn sẽ có độ tự cảm ký sinh, kháng ký sinh trùng và điện dung ký sinh, do đó, nhiễu tần số cao cuối cùng sẽ được ghép với các mạch khác có thể dẫn đến một phần của sự khởi động.

Do đó, điều đặc biệt quan trọng là thêm một tụ điện trước của thiết bị kỹ thuật số. Điện dung càng lớn, năng lượng truyền được giới hạn bởi tốc độ truyền, do đó, một điện dung lớn và điện dung nhỏ thường được kết hợp để đáp ứng phạm vi tần số đầy đủ.

Tránh các điểm nóng: tín hiệu vias sẽ tạo ra các khoảng trống trên lớp năng lượng và lớp dưới cùng. Do đó, vị trí không hợp lý của VIAS có khả năng làm tăng mật độ hiện tại trong một số khu vực nhất định của nguồn điện hoặc mặt phẳng mặt đất. Những khu vực nơi tăng mật độ hiện tại được gọi là điểm nóng.

Do đó, chúng ta phải cố gắng hết sức để tránh tình huống này khi đặt VIAS, để ngăn không cho máy bay bị chia tách, điều này cuối cùng sẽ dẫn đến các vấn đề EMC.

Thông thường, cách tốt nhất để tránh các điểm nóng là đặt VIAS theo mẫu lưới, do đó mật độ hiện tại đồng đều và các mặt phẳng sẽ không được phân lập cùng một lúc, đường trở lại sẽ không quá dài và các vấn đề EMC sẽ không xảy ra.

02
Phương pháp uốn của dấu vết

Khi đặt các đường tín hiệu tốc độ cao, tránh uốn cong các đường tín hiệu càng nhiều càng tốt. Nếu bạn phải uốn cong dấu vết, không theo dõi nó ở một góc cấp tính hoặc phải, mà là sử dụng một góc độ khó khăn.

Khi đặt các đường tín hiệu tốc độ cao, chúng ta thường sử dụng các đường serpentine để đạt được chiều dài bằng nhau. Dòng serpentine tương tự thực sự là một loại uốn cong. Phương pháp chiều rộng, khoảng cách và phương pháp uốn nên được chọn một cách hợp lý và khoảng cách sẽ đáp ứng quy tắc 4W/1.5W.

03
Tín hiệu gần

Nếu khoảng cách giữa các đường tín hiệu tốc độ cao quá gần, dễ dàng tạo ra nhiễu xuyên âm. Đôi khi, do bố cục, kích thước khung bảng và các lý do khác, khoảng cách giữa các đường tín hiệu tốc độ cao của chúng tôi vượt quá khoảng cách yêu cầu tối thiểu của chúng tôi, sau đó chúng tôi chỉ có thể tăng khoảng cách giữa các đường tín hiệu tốc độ cao càng nhiều càng tốt gần nút cổ chai. khoảng cách.

Trong thực tế, nếu không gian là đủ, hãy cố gắng tăng khoảng cách giữa hai đường tín hiệu tốc độ cao.

03
Tín hiệu gần

Trong thực tế, nếu không gian là đủ, hãy cố gắng tăng khoảng cách giữa hai đường tín hiệu tốc độ cao.

05
Trở kháng không liên tục

Giá trị trở kháng của một dấu vết thường phụ thuộc vào chiều rộng đường của nó và khoảng cách giữa dấu vết và mặt phẳng tham chiếu. Dấu vết càng rộng, trở kháng của nó càng thấp. Trong một số thiết bị đầu cuối giao diện và miếng đệm thiết bị, nguyên tắc cũng được áp dụng.

Khi PAD của thiết bị đầu cuối giao diện được kết nối với đường tín hiệu tốc độ cao, nếu miếng đệm đặc biệt lớn vào thời điểm này và đường tín hiệu tốc độ cao đặc biệt hẹp, trở kháng của miếng đệm lớn là nhỏ và dấu vết hẹp phải có trở kháng lớn. Trong trường hợp này, sự gián đoạn trở kháng sẽ xảy ra và phản xạ tín hiệu sẽ xảy ra nếu trở kháng không liên tục.

Do đó, để giải quyết vấn đề này, một tấm đồng bị cấm được đặt dưới miếng đệm lớn của thiết bị đầu cuối hoặc thiết bị giao diện, và mặt phẳng tham chiếu của miếng đệm được đặt trên một lớp khác để tăng trở kháng để làm cho trở kháng liên tục.

VIAS là một nguồn khác của sự gián đoạn trở kháng. Để giảm thiểu hiệu ứng này, da đồng không cần thiết được kết nối với lớp bên trong và nên loại bỏ VIA.

Trên thực tế, loại hoạt động này có thể được loại bỏ bởi các công cụ CAD trong quá trình thiết kế hoặc liên hệ với nhà sản xuất xử lý PCB để loại bỏ đồng không cần thiết và đảm bảo tính liên tục của trở kháng.

Nó bị cấm sắp xếp VIAS hoặc các thành phần trong cặp vi sai. Nếu VIAS hoặc các thành phần được đặt trong cặp khác biệt, các vấn đề EMC sẽ xảy ra và sự gián đoạn trở kháng cũng sẽ dẫn đến.

Đôi khi, một số dòng tín hiệu vi sai tốc độ cao cần được kết nối nối tiếp với các tụ điện khớp nối. Tụ nối cũng cần được sắp xếp đối xứng, và gói của tụ điện không nên quá lớn. Nên sử dụng 0402, 0603 cũng được chấp nhận và các tụ điện trên 0805 hoặc các tụ điện bên cạnh là tốt nhất không được sử dụng.

Thông thường, VIAS sẽ tạo ra sự gián đoạn trở kháng khổng lồ, vì vậy đối với các cặp dòng tín hiệu vi sai tốc độ cao, hãy cố gắng giảm VIAS và nếu bạn muốn sử dụng VIAS, hãy sắp xếp chúng đối xứng.

07
Chiều dài bằng nhau

Trong một số giao diện tín hiệu tốc độ cao, nói chung, chẳng hạn như xe buýt, lỗi độ trễ thời gian đến và thời gian giữa các dòng tín hiệu riêng lẻ cần được xem xét. Ví dụ, trong một nhóm các bus song song tốc độ cao, thời gian đến của tất cả các dòng tín hiệu dữ liệu phải được đảm bảo trong một lỗi độ trễ nhất định để đảm bảo tính nhất quán của thời gian thiết lập và thời gian giữ. Để đáp ứng nhu cầu này, chúng ta phải xem xét độ dài bằng nhau.

Đường tín hiệu vi sai tốc độ cao phải đảm bảo độ trễ thời gian nghiêm ngặt cho hai đường tín hiệu, nếu không giao tiếp có khả năng bị hỏng. Do đó, để đáp ứng yêu cầu này, một dòng serpentine có thể được sử dụng để đạt được độ dài bằng nhau, do đó đáp ứng yêu cầu độ trễ thời gian.

Dòng serpentine thường nên được đặt ở nguồn mất độ dài, không phải ở cuối. Chỉ tại nguồn, các tín hiệu ở đầu dương và âm của đường khác biệt mới được truyền đồng bộ hầu hết thời gian.

Nếu có hai dấu vết bị uốn cong và khoảng cách giữa hai là nhỏ hơn 15mm, thì việc mất chiều dài giữa hai người sẽ bù cho nhau tại thời điểm này, do đó không cần phải thực hiện xử lý chiều dài bằng nhau tại thời điểm này.

Đối với các phần khác nhau của các đường tín hiệu vi sai tốc độ cao, chúng phải có chiều dài bằng nhau một cách độc lập. VIAS, các tụ điện khớp nối và các đầu nối giao diện đều là những dòng tín hiệu vi sai tốc độ cao được chia thành hai phần, vì vậy hãy chú ý đặc biệt tại thời điểm này.

Phải là cùng một chiều dài riêng biệt. Bởi vì rất nhiều phần mềm EDA chỉ chú ý đến việc toàn bộ hệ thống dây điện có bị mất trong DRC hay không.

Đối với các giao diện như thiết bị hiển thị LVD, sẽ có một số cặp cặp vi sai cùng một lúc và các yêu cầu về thời gian giữa các cặp vi sai thường rất nghiêm ngặt và các yêu cầu độ trễ thời gian đặc biệt nhỏ. Do đó, đối với các cặp tín hiệu khác biệt như vậy, chúng tôi thường yêu cầu chúng ở trong cùng một mặt phẳng. Làm cho bồi thường. Bởi vì tốc độ truyền tín hiệu của các lớp khác nhau là khác nhau.

Khi một số phần mềm EDA tính toán độ dài của dấu vết, dấu vết bên trong miếng đệm cũng sẽ được tính theo chiều dài. Nếu bù độ dài được thực hiện tại thời điểm này, kết quả thực tế sẽ mất độ dài. Vì vậy, hãy chú ý đặc biệt tại thời điểm này khi sử dụng một số phần mềm EDA.

Bất cứ lúc nào, nếu bạn có thể, bạn phải chọn một định tuyến đối xứng để tránh sự cần thiết phải thực hiện định tuyến serpentine với độ dài bằng nhau.

Nếu không gian cho phép, hãy cố gắng thêm một vòng nhỏ ở nguồn của dòng vi sai ngắn để đạt được bù, thay vì sử dụng một dòng serpentine để bù.