Leiterplatte Blog - Funktionale Segmentierung der Hochgeschwindigkeits-Leiterplatte

Die meisten Leiterplatte einige funktionale Teilsysteme oder Bereiche enthalten, Jedes funktionale Teilsystem besteht aus einer Reihe von Geräten und ihren unterstützenden Schaltkreisen. Zum Beispiel, Ein typisches Mainboard kann in folgende Bereiche unterteilt werden: Prozessor, Taktlogik, Speicher, Buscontroller, Busschnittstelle, PCT-Bus, Schnittstelle für Peripheriegeräte, und Video/Audioverarbeitungsmodule. Einerseits, Alle Geräte auf der Leiterplatte müssen nah beieinander platziert werden, die Spurlänge verkürzen kann, Übersprechen reduzieren, Reflexion, und elektromagnetische Strahlung, und die Signalintegrität sicherzustellen; auf der anderen Seite, Die HF-Energie, die von verschiedenen Logikgeräten erzeugt wird Das Frequenzspektrum ist unterschiedlich, insbesondere in Hochgeschwindigkeitssystemen, je höher die Frequenz des Signals, je breiter das Frequenzband der HF-Energie, die durch den Betrieb in Bezug auf das digitale Signal Hopping erzeugt wird, Es ist notwendig, die verschiedenen Betriebsfrequenzbänder zu verhindern. gegenseitige Einmischung, insbesondere die Interferenz von Geräten mit hoher Bandbreite zu anderen Geräten.

Die Lösung für das obige Problem besteht darin, funktionale Aufteilung zu verwenden, das heißt, die physische Aufteilung von Subsystemen mit verschiedenen Funktionen auf der Leiterplatte zu implementieren. Unterschiedliche Segmentierungsmethoden werden entsprechend verschiedenen Produkten übernommen. Normalerweise können mehrere Leiterplatten, Bauteilisolierung und Layout FE-Isolierung verwendet werden. Die richtige Segmentierung kann die Signalqualität optimieren, die Verkabelung vereinfachen und Störungen reduzieren. Ingenieure müssen identifizieren, zu welcher Funktionspartition eine Komponente gehört, und diese Informationen können von Komponentenlieferanten bezogen werden.

Funktionssegmentierung kann als Trennung eines Funktionsbereichs von einem anderen angesehen werden, um Schaltungen mit verschiedenen Funktionen zu isolieren, wie das Beispiel in Abbildung 1. Beim LeiterplattenDesign ist das Ziel zu erreichen, das mit einer bestimmten Teilregion verbundene elektromagnetische Feld auf die Region zu beschränken, die diesen Teil der Energie benötigt. Konstrukteure wollen beispielsweise, dass elektromagnetische Energie aus dem Prozessorbereich nicht in die I/O-Schaltungen übergeht. Es gibt einen potenziellen Unterschied zwischen dem Prozessor und dem I/O. Solange es einen Potenzialunterschied gibt, wird ein gemeinsamer Energietransfer zwischen diesen beiden Regionen stattfinden, so dass die Aufteilung zwischen ihnen gut entkoppelt werden muss.

Die funktionale Segmentierung erfordert die Aufmerksamkeit auf zwei Aspekte: den Umgang mit geleiteter und abgestrahlter HF-Energie. Geführte HF-Energie wird zwischen dem funktionalen Teilbereich und dem Stromverteilungssystem durch Signalleitungen übertragen, und die abgestrahlte Energie wird durch freien Raum gekoppelt. Eine vernünftige funktionale Aufteilung der Leiterplatte besteht darin, eine vernünftige Lösung zu suchen, um nützliche Signale an die Orte zu senden, an denen sie benötigt werden, und die unnötigen auszuschließen.

Die Leiterplatte Division, die die oben genannten Funktionen realisiert, hat zwei Bedeutungen: Isolation und Vernetzung.

Isolierung kann erreicht werden, indem "Gräben" verwendet werden, um Hohlräume ohne Kupfer auf allen Schichten zu schaffen, wobei die "Gräben" 50 Millionen breit sind. Der "Graben" ist wie ein Graben, der die gesamte Leiterplatte in "Inseln" teilt, je nach ihren verschiedenen Funktionen. Einer der Funktionsbereiche (wie ein "ausgeschlossener" Bereich auf der Leiterplatte für Signalleitungen und Pfade, die nicht damit verbunden sind). Offensichtlich wird der "Graben" die Spiegelschicht spalten, um unabhängige Energie und Masse für jeden Bereich zu bilden, die verhindern kann, dass HF-Energie von einem Bereich zum anderen durch das Stromverteilungssystem übergeht.

Aber Segmentierung ist, um Platzierung und Routing besser zu arrangieren und eine bessere Vernetzung zu erreichen, nicht vollständig "isoliert", die Kanäle für die Leitungen bereitstellen müssen, die mit verschiedenen Unterfunktionsbereichen verbunden werden müssen. Es gibt hier zwei Methoden: eine ist, einen separaten Transformator zu verwenden, Opto-Isolator oder Gleichtaktdatenleitung zum Überqueren des "Grabens"; das andere ist, eine "Brücke" über den "Graben" zu bauen, only those who have a "bridge pass" The signal can be in (signal current) and out (return current). Es ist unmöglich, ein einzelnes geteiltes Layout zu entwerfen, und eine andere Möglichkeit ist, den Teil abzuschirmen, der die unerwünschte V-Energie erzeugt, um die Strahlung zu steuern und die Störfestigkeit des Leiterplatte.