Leiterplattentechnisch - Probleme, die Aufmerksamkeit beim Hochgeschwindigkeits-PCB-Design benötigen

Hochgeschwindigkeits-PCB Design muss auf die folgenden Aspekte achten:

1. Der Einfluss der Verdrahtungstopologie auf die Signalintegrität

Signalintegritätsprobleme können auftreten, wenn Signale entlang von Übertragungsleitungen auf Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten übertragen werden. Netizen tongyang von STMicroelectronics fragte: Für eine Reihe von Bussen (Adresse, Daten, Befehle), die bis zu 4 oder 5 Geräte fahren (FLASH, SDRAM, etc.), wenn Leiterplattenverkabelung, kommt der Bus an jedes Gerät der Reihe nach, als zuerst Verbinden Sie sich mit SDRAM, dann mit FLASH... Der Bus ist immer noch in einer Sternform verteilt, das heißt, er ist von einem bestimmten Ort getrennt und mit jedem Gerät verbunden. Diese beiden Methoden sind in Bezug auf die Signalintegrität.

Die Auswirkungen von Leiterplattenverdrahtungstopologie Die Signalintegrität spiegelt sich hauptsächlich in der inkonsistenten Signaleintrittszeit an jedem Knoten wider, und das reflektierte Signal kommt auch zu einem bestimmten Knoten zu inkonsistenter Zeit, die Signalqualität verschlechtert. Im Allgemeinen, Die Sterntopologiestruktur kann die Signalübertragungs- und Reflexionsverzögerungen konsistent machen, indem mehrere Zweige der gleichen Länge gesteuert werden, um eine bessere Signalqualität zu erreichen. Vor der Verwendung der Topologie, die Situation des Signaltopologieknoten, Das tatsächliche Arbeitsprinzip und die Verdrahtungsschwierigkeiten sollten berücksichtigt werden.

Verschiedene Puffer haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Signalreflexion, 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, anstatt 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.

2. Der Einfluss von Pads auf Hochgeschwindigkeitssignale

Bei der Leiterplatte besteht ein Durchgang aus Design-Sicht hauptsächlich aus zwei Teilen: dem mittleren Loch und den Pads um das Loch herum. Ein Ingenieur namens Fulonm fragte den Gast nach den Auswirkungen von Pads auf Hochgeschwindigkeitssignale. In dieser Hinsicht sagte Li Baolong: Pads haben einen Einfluss auf Hochgeschwindigkeitssignale und beeinflussen die Auswirkungen ähnlicher Geräteverpackungen auf Geräte. Eine detaillierte Analyse zeigt, dass das Signal, nachdem es aus dem IC kommt, durch den Bonddraht, die Pins, die Gehäuseschale, das Pad und das Lot zur Übertragungsleitung übergeht. Alle Verbindungen in diesem Prozess beeinflussen die Qualität des Signals. Aber in der tatsächlichen Analyse ist es schwierig, die spezifischen Parameter von Pad, Lot und Pin anzugeben. Daher werden in der Regel die Paketparameter im IBIS-Modell verwendet, um sie zusammenzufassen. Natürlich kann eine solche Analyse bei niedrigeren Frequenzen empfangen werden, aber für Signale mit höheren Frequenzen sind hochpräzise Simulationen 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.

3. Wie man elektromagnetische Störungen unterdrückt

PCB ist die Quelle von elektromagnetischen Störungen (EMI), so dass PCB-Design in direktem Zusammenhang mit der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) elektronischer Produkte steht. Wenn EMV/EMI im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design betont wird, wird es helfen, den Produktentwicklungszyklus zu verkürzen und die Markteinführungszeit zu beschleunigen. Daher sind viele Ingenieure sehr besorgt über das Problem der Unterdrückung elektromagnetischer Störungen in diesem Forum. Zum Beispiel sagte Shu Jian von Wuxi Xiangsheng Medical Imaging Co., Ltd., dass die Oberschwingungen des Taktsignals im EMV-Test sehr ernst gefunden wurden. Ist eine spezielle Behandlung der Stromversorgungspins des IC erforderlich, der das Taktsignal nutzt? Schließen Sie einen Entkopplungskondensator an den Netzanschluss an. Welche Aspekte sollten beim PCB-Design beachtet werden, um elektromagnetische Strahlung zu unterdrücken? In diesem Zusammenhang wies Li Baolong darauf hin, dass die drei Elemente der EMV Strahlungsquelle, Übertragungsweg und Opfer sind. Der Ausbreitungsweg ist in Weltraumstrahlung und Kabelleitung unterteilt. Um Obertöne zu unterdrücken, schauen Sie sich zuerst an, wie es sich ausbreitet. Die Entkopplung der Stromversorgung soll die Ausbreitung des Leitungsmodus lösen. Darüber hinaus sind auch notwendige Abstimmungen und Abschirmungen erforderlich.

Filtern ist eine gute Möglichkeit, EMV-Strahlung durch Leitung zu lösen. Darüber hinaus kann es auch unter den Aspekten von Störquellen und Opfern betrachtet werden. In Bezug auf Störquellen versuchen Sie, ein Oszilloskop zu verwenden, um zu überprüfen, ob die Signalaufstiegskante zu schnell ist, Reflexion oder Überschuss, Unterschuss oder Klingeln vorliegt. Wenn ja, können Sie eine Übereinstimmung erwägen; Versuchen Sie außerdem, 50% Duty Cycle-Signale zu vermeiden, da diese Art von Signal nicht einmal vorhanden ist. Für die Opfer können Maßnahmen wie Bodenbedeckung in Betracht gezogen werden.

Vier, HF-Verdrahtung ist über oder verbiegen Verdrahtung zu wählen

Die Analyse des Rücklaufweges der HF-Schaltung ist nicht derselbe wie der Rücklaufweg des Signals in der Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltung. 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; Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungsanalyse beschäftigt sich in der Regel nur mit Mehrschichtige Leiterplatten mit kompletten Ebenen, mittels 2D-Feldextraktionsanalyse, und berücksichtigt nur Signalreflow in benachbarten Ebenen. Vias werden nur als Lumped Parameter verwendet..