Leiterplattentechnisch - High-Speed Schaltung Kunshan PCB Design Fähigkeiten

Die Frequenz der Entwurfsschaltung ist hoch. Es wird allgemein angenommen, dass, wenn die Frequenz der digitalen Logikschaltung 50 MHz erreicht oder überschreitet, und die Schaltung, die bei dieser Frequenz arbeitet, nimmt mehr als 1 ein/3 des gesamten Systems, es heißt eine Hochgeschwindigkeitsstrecke. Wenn es nur wenige Signale wie die Systemuhr im System gibt, die mit einer so hohen Frequenz arbeiten, it still does not belong to the field of Hochgeschwindigkeitsstrecken.

Das digitale Signal in der Designschaltung springt schnell. Es wird in der Regel vereinbart, dass, wenn das digitale Signal steigt oder fällt Zeit weniger als 5% der Signalperiode ist, es heißt eine Hochgeschwindigkeitsstrecke.

Abbildung 1 ist ein Wellenformdiagramm einer Signallinie in einem Hochgeschwindigkeitsstrecke, welche die Ist-Situation des Stroms zeigt, der in dieser Signalleitung in der Schaltung fließt. Die mehrfachen Signalwellenformen in der Abbildung sind, weil die Signalleitung mit den Pins vieler verschiedener Komponenten verbunden ist, so werden mehrere Signale überlagert.

Es ist nicht schwer, aus der Abbildung zu sehen, dass die Unterseite und Oberseite des Signals unterschiedliche Grade von Vorteilen haben, Unregelmäßige Schwingungen, Verzögerungen im erwarteten Bereich, etc. Diese Phänomene treten im Allgemeinen nicht bei niedrigen Geschwindigkeiten auf circuit Design, wenn die Systemkreisgeschwindigkeit steigt, Die oben genannten Probleme werden folgen. Daher, das Design von Hochgeschwindigkeitsstrecken kann nicht so einfach sein wie das Design von Low-Speed-Schaltungen. Neues Wissen und neues Denken müssen hinzugefügt werden, um das Auftreten der oben genannten Situationen zu vermeiden und zu reduzieren. Auf der Grundlage der praktischen Anwendung und Verweis auf andere Dokumente, Ich habe folgende Überlegungen für Hochgeschwindigkeitsstrecke Design.

2, timing coordination considerations

Today's electronic products mostly run at 100 MHz or even higher frequencies, wie RAM, CPU, FPGA, ASIC, und Zufallslogik. All dies sind Geräte mit hohen Zeitanforderungen. Wenn die zeitliche Koordination zwischen ihnen nicht den spezifizierten Anforderungen entspricht, Es ist leicht, Systemarbeitsstörung zu verursachen, also ein Problem, das für Hochgeschwindigkeitsstrecke Entwurf sollte das Problem der zeitlichen Koordinierung sein.

Die Timing-Koordination spiegelt sich vor allem darin wider: Einrichtungszeit und Haltezeit des Signals verstoßen gegen den Standard, die geringe Impulsbreite entspricht nicht den Anforderungen, und die Phasenüberlappung durch die Mehrphasenuhr im System. In Hochgeschwindigkeits-SchaltungsDesign, die Signaldauer ist im Allgemeinen nur ns breit. Zur Zeit, Es ist nicht einfach, eine genaue Koordination zwischen dem Taktsignal und dem Datensignal sicherzustellen. Darüber hinaus, Es gibt mehr oder weniger verschiedene Arten von Geräten im Gerät selbst. Parameterdrift, Dispersion, etc., erschweren die gegenseitige Koordinierung zwischen verschiedenen Zeitsignalen. In Anbetracht des oben genannten, das Design von Hochgeschwindigkeitsstrecken sollte zuerst die Funktionssimulationsprüfung vor der Konstruktion berücksichtigen, und theoretisch sorgfältig analysieren, ob jedes Signal die erwarteten Indikatoren erfüllen kann. Die zweite besteht darin, zu überprüfen, ob jedes Gerät in der sequentiellen Schaltung seine eigenen Timing-Anforderungen erfüllt. Für alle beteiligten Geräte, Hochfrequenzprüfgeräte sollten verwendet werden, um die verschiedenen Parameter des Geräts selbst sorgfältig zu überprüfen und zu überprüfen.

3, signal integrity considerations

Before any SchaltungsDesign, die Integrität jedes Signals im System nach dem Schaltungsdesign ist abgeschlossen, namely SI (Signal Integrity), auch als Signalqualität bekannt. Dies ist noch wichtiger in Hochgeschwindigkeitsstrecke design. Wenn nicht vollständig im Voraus berücksichtigt, Es ist leicht, ernsthafte Schäden an der Qualität jedes Signals im System zu verursachen, oder die Integrität des Signals wird leicht zerstört werden. Die folgenden Situationen sind die Manifestationen, die die Signalintegrität in Hochgeschwindigkeitsstrecke design.

3.1 Crosstalk between signals

The form of string winding can be illustrated in Figure 2. Wenn ein Wechselstrom durch eine Signalleitung fließt, Ein magnetisches Wechselfeld wird um ihn herum erzeugt, und ein Draht im Wechselmagnetfeld induziert ein bestimmtes Spannungssignal. Auf diese Weise, Entsprechende Spannungssignale werden auf den benachbarten Signalleitungen induziert, Ursache der gegenseitigen Beeinflussung der beiden Signalleitungen, was dazu führt, dass die Qualität des Signals im Kabel abnimmt. The size of the cross-winding between the signal lines mainly depends on the rate of change of the magnetic field (generally determined by the change law of the rising and falling edges of the driving signal), die dielektrischen Eigenschaften des umgebenden Mediums, und der Abstand zwischen den Verkabelungen.