Leiterplattentechnisch - Lernen Sie PCB Layout, müssen Sie High-Speed Wissen beherrschen

Mit der kontinuierlichen Miniaturisierung, Präzision, und Hochgeschwindigkeit elektronischer Produkte, PCB-Design muss nicht nur die Schaltungsanbindung verschiedener Komponenten abschließen, aber auch die verschiedenen Herausforderungen berücksichtigen, die Hochgeschwindigkeits- und High-Density-Systeme mit sich bringen. Zur Zeit, Hochgeschwindigkeit PCB-Design hat sich zunehmend zu einer gestalterischen Fähigkeit entwickelt, die Praktiker in der gesamten PCB-Design Industrie muss beherrschen.

Übertragungsleitung

Die Definition einer Übertragungsleitung ist eine Signalleitung mit Signalrückgabe (bestehend aus zwei Drähten einer bestimmten Länge, einer ist der Signalausbreitungsweg und der andere ist der Signalrückgabeweg), die häufigste Übertragungsleitung ist auch die Spur auf der Leiterplatte.

Die beiden häufigsten Arten von Übertragungsleitungen im digitalen Design sind Microstrip und Stripline.

Microstrip-Linien beziehen sich normalerweise auf die Spuren auf der äußeren Schicht der Leiterplatte, und es gibt nur eine Referenzebene. Es gibt zwei Arten von Mikrostreifenlinien: begraben oder nicht begraben. Die vergrabene (manchmal auch untertauchte) Mikrostreifenleitung bettet einfach eine Übertragungsleitung in ein Dielektrikum ein, hat aber immer noch nur eine Bezugsebene.

Stripline bezieht sich auf die innere Schichtspur zwischen zwei Bezugsebenen.

Schematische Darstellung einer typischen PCB-Übertragungsleitung

Note: In Hochgeschwindigkeits-PCB design, wenn es sich um eine 4-Schicht PCB oder mehr handelt, Versuchen Sie, die Streifenlinie zu verwenden, Das bedeutet, dass die Hochgeschwindigkeitssignalleitung zur inneren Schicht geführt werden sollte, die EMI verringern können, EMV und verbessern Sie die Störfestigkeit. .

Verzögerung

Verzögerung bedeutet, dass das Signal mit einer begrenzten Geschwindigkeit auf den Drähten der Leiterplatte übertragen wird und das Signal vom sendenden Ende zum empfangenden Ende gesendet wird, während dessen es eine Übertragungsverzögerung gibt. Die Verzögerung des Signals beeinflusst das Timing des Systems, und die Übertragungsverzögerung hängt hauptsächlich von der Länge des Drahtes und der dielektrischen Konstante des Mediums um den Draht ab.

Bei digitalen Hochgeschwindigkeitssystemen ist die Länge der Signalübertragungsleitung der direkteste Faktor, der die Phasendifferenz des Taktimpulses beeinflusst. Die Phasendifferenz des Taktimpulses bezieht sich auf die beiden Taktsignale, die gleichzeitig erzeugt werden, und die Zeit, wenn sie am Empfangsende ankommen, ist nicht synchronisiert.

Die Taktimpulsphasendifferenz reduziert die Vorhersagbarkeit des Signalrandeintritts. Ist die Taktimpulsphasendifferenz zu groß, wird am Empfangsende ein Fehlersignal erzeugt. Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, ist die Übertragungsleitungsverzögerung zu einem wichtigen Teil des Taktimpulszyklus geworden.

Serieller Bus/Parallelbus

Hochgeschwindigkeitssignale sind in verschiedenen seriellen und parallelen Bussen üblich. Nur wenn Sie wissen, was der Bus ist und wie schnell er fährt, können Sie mit der Verdrahtung beginnen.

Was ist ein serieller Bus? Was ist ein Parallelbus? Sie können eine grobe Vorstellung von der wörtlichen Bedeutung bekommen. Seriell bedeutet, dass die Daten Bit für Bit gesendet werden, und parallel bedeutet, dass die Daten in Gruppen gesendet werden.

Das beste Beispiel für parallele Übertragung ist der Speicherchip DDR. Es hat einen Satz von Datenleitungen D0-D7, plus DQS, DQM. Dieser Satz von Linien wird zusammen übertragen. Egal, welches Bit einen Fehler aufweist, die Daten werden nicht korrekt übertragen. Nur weitersenden.

Parallele Daten werden gemeinsam in Gruppen übertragen, und jedes Bit muss zusammen übertragen werden. Es kann nicht gesagt werden, dass ein Bit ein wenig spät sein kann. Daher, eine Gruppe von Linien muss gleich lang sein, wenn Leiterplattenverdrahtung .

Die Seriendaten sind anders. Daten werden Stück für Stück übertragen, und es gibt keine Verbindung zwischen Bits. Obwohl serielle Daten nacheinander übertragen werden, müssen sie nicht gleich lang sein, aber es handelt sich nicht um eine einzelne Zeile. Hochgeschwindigkeitslinien sind im Allgemeinen Differenzlinien, d.h. eine positive und eine negative zwei Linien. Dies soll die Anti-Interferenz-Leistung verbessern.