PCB-Neuigkeiten - Häufige Probleme und Lösungen im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design, um den Engpass zu brechen

Da die Betriebsfrequenz der Geräte immer höher wird, Probleme mit der Signalintegrität High-Speed PCB Designs sind zu einem Engpass in traditionellen Designs geworden, Ingenieure und Ingenieure stehen vor zunehmenden Herausforderungen bei der Entwicklung von Komplettlösungen. Obwohl relevante Hochgeschwindigkeits-Simulationswerkzeuge und Verbindungswerkzeuge Designdesignern helfen können, einige der Probleme zu lösen, High-Speed PCB Design Erforderlich ist auch eine kontinuierliche Sammlung von Erfahrungen und ein intensiver Austausch zwischen den Branchen.

Nachfolgend sind einige der Themen aufgeführt, die breite Aufmerksamkeit erfahren haben.

The influence of wiring topology on signal integrity

When the signal is transmitted along the transmission line on the Hochgeschwindigkeits-Leiterplatte, Signalintegritätsprobleme können auftreten. Netizen tongyang of STMicroelectronics asked: For a set of buses (address, Daten, command) driving up to 4 or 5 devices (FLASH, SDRAM, etc.), bei Leiterplattenverkabelung, der Bus kommt an jedem Gerät abwechselnd, als erstes Verbinden mit SDRAM, dann zu FLASH...Der Bus ist noch sternförmig verteilt, das ist, Es ist von einem bestimmten Ort getrennt und mit jedem Gerät verbunden. Welche dieser beiden Methoden ist besser in Bezug auf die Signalintegrität?
In dieser Hinsicht, Li Baolong wies darauf hin, dass sich der Einfluss der Verdrahtungstopologie auf die Signalintegrität hauptsächlich in der inkonsistenten Signaleintrittszeit auf jedem Knoten widerspiegelt, und das reflektierte Signal kommt auch zu einem bestimmten Knoten in der gleichen Zeit, die Signalqualität verschlechtert. Im Allgemeinen, Die Sterntopologiestruktur kann eine bessere Signalqualität erreichen, indem mehrere Zweige der gleichen Länge gesteuert werden, um die Signalübertragung und Reflexionsverzögerung konsistent zu machen. Vor der Verwendung der Topologie, Es ist notwendig, die Situation des Signaltopologieknoten zu berücksichtigen, das eigentliche Arbeitsprinzip und die Verdrahtungsschwierigkeiten. Verschiedene Puffer haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Reflexion des Signals, So kann die Sterntopologie die Verzögerung des Datenadressenbus, der an FLASH und SDRAM angeschlossen ist, nicht lösen, und kann daher die Qualität des Signals nicht gewährleisten; auf der anderen Seite, Hochgeschwindigkeitssignale allgemein Für die Kommunikation zwischen DSP und SDRAM, die Rate der FLASH-Belastung ist nicht hoch, so in der Hochgeschwindigkeitssimulation, Nur die Wellenform an dem Knoten, an dem das eigentliche Hochgeschwindigkeitssignal effektiv arbeitet, ist gewährleistet, und es gibt keine Notwendigkeit, auf die Wellenform bei FLASH zu achten; Sterntopologie wird mit Daisy Chain und anderen Topologien verglichen. Mit anderen Worten, Verkabelung ist schwieriger, insbesondere, wenn eine große Anzahl von Daten-Adresssignalen Sterntopologie verwendet.

The influence of Pads on high-speed signals

In the Leiterplatte, aus gestalterischer Sicht, a via besteht hauptsächlich aus zwei Teilen: dem mittleren Loch und dem Pad um das Loch. Ein Ingenieur namens fulonm fragte den Gast nach den Auswirkungen von Pads auf Hochgeschwindigkeitssignale. In dieser Hinsicht, Li Baolong sagte: Pads haben Einfluss auf Hochgeschwindigkeitssignale, und beeinflusst die Auswirkungen ähnlicher Geräteverpackungen auf Geräte. Eine detaillierte Analyse zeigt, dass nachdem das Signal aus dem IC kommt, es geht durch den Klebedraht, Stifte, Paket Shell, pad, und Löten an die Übertragungsleitung. Alle Verbindungen in diesem Prozess beeinflussen die Qualität des Signals. Aber in der tatsächlichen Analyse, Es ist schwierig, die spezifischen Parameter des Pads anzugeben, Löt und Stift. Daher, Die Paketparameter im IBIS-Modell werden in der Regel verwendet, um sie zusammenzufassen. Natürlich, Diese Analyse kann bei niedrigeren Frequenzen empfangen werden, aber für hochfrequente Signale, Hochpräzise Simulationen sind nicht genau genug. Ein aktueller Trend besteht darin, die V-I- und V-T-Kurven von IBIS zur Beschreibung von Puffereigenschaften zu verwenden., und SPICE-Modelle zur Beschreibung von Paketparametern zu verwenden.
How to suppress electromagnetic interference
PCB is the source of electromagnetic interference (EMI), so PCB design is directly related to the electromagnetic compatibility (EMC) of electronic products. Wenn EMV betont wird/EWI in High-Speed PCB Design, Es wird helfen, den Produktentwicklungszyklus zu verkürzen und die Markteinführungszeit zu beschleunigen. Daher, Viele Ingenieure sind sehr besorgt über das Problem der Unterdrückung elektromagnetischer Störungen in diesem Forum. Zum Beispiel, Shu Jian von Wuxi Xiangsheng Medical Imaging Co., Ltd.. sagte, dass die Oberschwingungen des Taktsignals im EMV-Test als sehr ernst erwiesen wurden. Ist es notwendig, eine spezielle Behandlung an den Netzteilpins des IC durchzuführen, der das Taktsignal verwendet? Schließen Sie einen Entkopplungskondensator an den Netzanschluss an. Welche Aspekte sollten beim PCB-Design beachtet werden, um elektromagnetische Strahlung zu unterdrücken? In dieser Hinsicht, Li Baolong wies darauf hin, dass die drei Elemente der EMV Strahlungsquelle sind, Übertragungsweg und Opfer. Der Ausbreitungspfad ist unterteilt in Weltraumstrahlungsausbreitung und Kabelleitung. Um Harmonien zu unterdrücken, erster Blick auf die Art und Weise, wie es sich verbreitet. Die Entkopplung der Stromversorgung soll die Ausbreitung des Leitungsmodus lösen. Darüber hinaus, notwendige Abstimmung und Abschirmung sind ebenfalls erforderlich.

Li Baolong wies auch bei der Beantwortung von Fragen von WEISSEN Netznutzern darauf hin, dass Filtern ein guter Weg ist, EMV-Strahlung durch Leitungskanäle zu lösen. Darüber hinaus, Es kann auch unter den Aspekten von Störquellen und Opfern betrachtet werden. In Bezug auf die Störquelle, Versuchen Sie, ein Oszilloskop zu verwenden, um zu überprüfen, ob die Signalansteigende Kante zu schnell ist, es gibt Reflexion oder Überschuss, Unterschießen oder Klingeln. Wenn ja, Sie können eine Übereinstimmung erwägen; zusätzlich, Versuchen Sie, 50% Duty Cycle Signale zu vermeiden, weil diese Art von Signal keine gleichmäßigen Sub-Oberschwingungen und mehr Hochfrequenzkomponenten hat. Für Opfer, Maßnahmen wie Bodenbedeckung können in Betracht gezogen werden.

RF wiring is the choice of via or bent wiring

In this forum, Es gibt nicht wenige Netznutzer, die Fragen zum High-Speed analogen Schaltungsdesign stellen. Zum Beispiel, Ein Netzbetreiber von Jingheng Electronics fragte: In High-Speed-Leiterplatten, Passieren kann auch einen großen Rückweg reduzieren, Aber einige Leute sagen, dass sie bereit sind, sich zu beugen und nicht zu bestehen, also wie soll ich wählen?

In dieser Hinsicht, Li Baolong wies darauf hin, dass die Analyse des Rücklaufweges von HF-Schaltungen nicht dasselbe ist wie die Signalrückgabe in Hochgeschwindigkeits-digitalen Schaltungen. Die beiden haben etwas gemeinsam, beide sind verteilte Parameterschaltungen, und beide verwenden Maxwells Gleichung, um die Eigenschaften der Schaltung zu berechnen. Allerdings, die Hochfrequenzschaltung ist eine analoge Schaltung, in which the voltage V=V(t) and current I=I(t) both need to be controlled, while the digital circuit only pays attention to the change of signal voltage V=V(t). Daher, in HF-Verdrahtung, zusätzlich zur Berücksichtigung der Signalrückgabe, Es ist auch notwendig, den Einfluss der Verdrahtung auf den Strom zu berücksichtigen. Das ist, ob das Biegen der Verdrahtung und des Durchgangs Auswirkungen auf den Signalstrom hat. Darüber hinaus, Die meisten HF-Platinen sind einseitige oder doppelseitige Leiterplatten, und es gibt keine vollständige Ebenenschicht. Die Rücklaufwege sind auf verschiedene Untergründe verteilt und Netzteile um das Signal herum. 3D-Feldextraktionswerkzeuge werden für die Analyse während der Simulation benötigt. Der Rückfluss von Vias erfordert eine spezifische Analyse; Die Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungsanalyse befasst sich in der Regel nur mit mehrschichtigen Leiterplatten mit vollständigen Ebenenschichten, mittels 2D-Feldextraktionsanalyse, nur unter Berücksichtigung des Signalreflow in benachbarten Ebenen, und Durchkontaktierungen werden nur als Lumped Parameter verwendet..