Leiterplattentechnisch - Was sind die Probleme im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design

Da die Betriebsfrequenz der Geräte immer höher wird, Probleme mit der Signalintegrität Hochgeschwindigkeits-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, Hochgeschwindigkeits-PCB Design erfordert auch eine kontinuierliche Sammlung von Erfahrungen und einen intensiven Austausch zwischen den Branchen.

Der Einfluss der Verdrahtungstopologie auf die Signalintegrität

Signalintegritätsprobleme können auftreten, wenn Signale entlang von Übertragungsleitungen auf Hochgeschwindigkeits-PCB Bretter. Netizen tongyang of STMicroelectronics asked: For a set of buses (address, Daten, commands) driving up to 4 or 5 devices (FLASH, SDRAM, etc.), wenn Leiterplattenverdrahtung, 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 der beiden Methoden ist besser in Bezug auf die Signalintegrität?

In dieser Hinsicht wiesen einige Experten darauf hin, dass sich der Einfluss der Verdrahtungstopologie auf die Signalintegrität hauptsächlich in der inkonsistenten Signaleintrittszeit an jedem Knoten widerspiegelt, und das reflektierte Signal kommt auch zu einem bestimmten Knoten zu inkonsistenter Zeit, was dazu führt, dass sich die Signalqualität verschlechtert. Im Allgemeinen kann die Sterntopologiestruktur die Signalübertragungs- und Reflexionsverzögerungen konsistent machen, indem sie mehrere Zweige der gleichen Länge steuert, um eine bessere Signalqualität zu erzielen. Vor der Verwendung der Topologie sollten die Situation des Signaltopologieknoten, das tatsächliche Arbeitsprinzip und die Verdrahtungsschwierigkeiten berücksichtigt werden. Verschiedene Puffer haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Reflexion des Signals, so dass die Sterntopologie die Verzögerung des Datenadressenbus, der an FLASH und SDRAM angeschlossen ist, nicht lösen kann und somit die Qualität des Signals nicht gewährleisten kann; Auf der anderen Seite Hochgeschwindigkeitssignale im Allgemeinen Für die Kommunikation zwischen DSP und SDRAM ist die Rate der FLASH-Belastung nicht hoch, so dass in der Hochgeschwindigkeitssimulation nur die Wellenform an dem Knoten sichergestellt ist, an dem das tatsächliche Hochgeschwindigkeitssignal effektiv arbeitet, und es besteht keine Notwendigkeit, auf die Wellenform bei FLASH zu achten; Die Sterntopologie wird mit Daisy Chain und anderen Topologien verglichen. Mit anderen Worten, die Verdrahtung ist schwieriger, insbesondere wenn eine große Anzahl von Daten-Adresssignalen Sterntopologie verwendet.

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 der Experte: Pads haben Einfluss auf Hochgeschwindigkeitssignale und sie 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.

Wie man elektromagnetische Störungen unterdrückt

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 Hochgeschwindigkeits-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, in der EMV-Prüfung, Die Oberschwingungen des Taktsignals sind sehr ernst. Ist es notwendig, eine spezielle Behandlung an den Netzteilpins des IC durchzuführen, der das Taktsignal verwendet? Zur Zeit, Nur Entkopplungskondensatoren sind an die Stromversorgungsstifte angeschlossen. Welche Aspekte sollten in PCB-Design zur Unterdrückung elektromagnetischer Strahlung? In dieser Hinsicht, der Experte 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.

Bei der Beantwortung von Fragen von WHITE-Netznutzern wies der Experte darauf hin, dass Filtern eine gute Möglichkeit ist, EMV-Strahlung durch Leitung zu lösen. Darüber hinaus kann es 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, 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 keine Sub-Oberschwingungen und mehr Hochfrequenzkomponenten hat. Für die Opfer können Maßnahmen wie Bodenbedeckung in Betracht gezogen werden.