High-Speed und High-Denesy sind allemählich zu einem der bedeutenden EntwicklungsTrends vieler moderner elektraufistttttttttttttttttttttttttcher Produkte gewoderden, und High-Speed- und High-Denity-PCB-Design-Technologie ist zu einem wichtigen Foderchungsfeld gewoderden.
Verglichen mit traditiaufell PCB Design,
Technische Schlüsselfragen
Die wichtigsten technischen Fragen des High-Speed- und High-Density-PCB-Designs umfassen hauptsächlich Signalintegrität ((SI)), Leistungsintegrität ((PI)), EMV/EM I und diermische Analyse.
Signalintegrität
Signalintegrität bezieht sich hauptsächlich auf die Qualität des Signals, das auf der Signalleitung übertragen wird. 1 Wenn das SchaltungsSignal die Pins des EmpfeingsChips mit der erfürderlichen Timing-, Dauer- und SpeinnungsAmplitude erreichen keinn, hbei die Schaltung eine gute Signalintegrität. Wenn das Signal nicht nodermal reagieren keinn oder die Signalqualität das System für eine lange Zeit nicht stabil arbeiten lässt, tritt das Problem der Signalintegrität auf. SignalintegritätsProbleme manwennestieren sich hauptsächlich in: Verzögerung, Reflexion, Überschuss, Klingeln, Übersprechen, Timing, synchreines Schaltrauschen, EM I usw.
Probleme mit der Signalintegrität führen direkt zu Signalverzerrungen, Timing-Fehlern und falschen Daten-, Adress- und SteuerSignalen, was zu Systemfehlern oder sogar Lähmungen führt. Im Allgemeinen ist für digitale Chips das Niveau höher als V IH Logik 1, und das Niveau niedriger als V IL Logik 0, und das Niveau zwischen VIL und VIH ist ein unbestimmter Zustund. Bei digitalen Signalen mit Klingeln kann es zu Logikfehlern kommen, wenn der Schwingungspegel in die UnsicherheseineZeine von VIL'VIH gelangt. Die Übertragung digitaler Signale muss ein koderrektes Timing haben. Allgemeine digitale Chips erfürdern, dass die Daten voder dem Setzen der TaktAuslöserkante stabil sein müssen, um sicherzustellen, dass die Logikfolge korrekt ist. Wenn die Signalübertragungsverzögerungszeit zu lang ist, kann es sein, dass die reichtige Logik an der steigenden oder (Herbst)enden Kante der Uhr nicht empfangen wird, was zu Zeitfehlern führt.
Die Gründe für Signal Integrität Probleme sind mehr kompliziert. Die Parameter von Komponenten, PCB Parameter, die Layout von Komponenten on die PCB, und die Verkabelung von Hochgeschwindigkeit Signals sind all wichtig faczurs dass Auswirkungen Signal Integrität. Signal Integrität is a Systematic Problem, und die Forschung und Auflösung von Signal Integrität Probleme muss Verwendung a Systematic Punkt von Ansicht.
Relativ gesehen haben die Menschen jahrzehntelange Forschung zu Fragen der Signalintegrität durchlaufen und viele wichtige dieoretische und technische Ergebnisse erhalten und reiche Erfahrungen gesammelt. Viele Signalintegritätstechnologien sind relativ ausgereift und weit verbreitet.
Netzintegrität
Leistungsintegrität bezieht sich hauptsächlich auf das HochgeschwindigkeitsSystem, das StromverteilungsSystem (StromverteilungsSystem, PDS) bei verschiedenen Frequenzen, die Impedanzmerkmale sind unterschiedlich, so dass die Spannung zwischen der Leistungsschicht und der Masseschicht auf der Leiterplatte nicht übÄrall gleich ist, was zu Stromversorgungsgeräuschen führt, Dadurch kann der Chip nicht normal arbeiten. Gleichzeitig werden Probleme mit der Netzintegrität aufgrund hochfrequenter Strahlung auch EMV/EM I-Probleme mit sich bringenen. In Hochgeschwindigkeits- und Niederspannungsschaltungen sind Stromversorgungsgeräusche besonders gravierend.
Der Vorschlag der Leistungsintegrität entstund aus dem riesigen Fehler, der durch die Signalintegritätsanalyse auf der Grundlage von Verdrahtungs- und Gerätemodellen verursacht wurde, ohne den Einfluss der Leistung zu berücksichtigen.
Relativ Sprechen, die Forschung on Leistung Integrität gestartet verspätet, und die dieoretical Forschung und technisch Mittel sind nicht reif genug. Es is one von die größte Herausfürderungen für Hochgeschwindigkeit und hohe Dichte PCB-Design. Bei anwesend, einige häufig Maßnahmen sind hauptsächlich angenommen zu minimieren die nachteilig Wirkungen verursacht von Leistung Integrität Probleme zu a bestimmte Umfang. Die Haupt Maßnahmen eingenommen sind one zu optimieren die PCB Stapel, Layout und Verkabelung Design; die odier is zu Zunahme Entkopplung capacizurs angemessen. Wann die System Frequenz is weniger als 300-400 MHz, it is hilfreich zu Reduzieren die Einfluss von Leistung Integrität Probleme von Einstellung a geeignet capacizur in an angemessen Position. Allerdings, wenn die System Frequenz is höher, die Entkopplung capacizur hat wenig Wirkung. In dies Fall, nur von Optimierung die PCB-Design zu Reduzieren die Auswirkungen von Leistung Integrität Fragen.
EMV
EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) wird normalerweise definiert als: "Die Fähigkeit eines Geräts oder Systems, in seiner elektromagnetischen Umgebung normal zu arbeiten und stellt keine unerträgliche elektromagnetische Störung für irgendetwas in der Umgebung dar. "Es wird auch definiert als: "Forschung ist begrenzt. Unter den Bedingungen von begrenztem Raum, begrenzter Zeit und begrenzten FrequenzresQuellen können verschiedene elektrische Geräte (TeilSysteme, Systeme und biologische Einheiten im weitesten Sinne) koexistieren, ohne dass sie degradiert werden."
EMV untersucht hauptsächlich zwei Aspekte von EM I (elektromagnetische Interferenz) und EWS (elektromagnetische Suszep tibilität). Die Erzeugung von EM I wird dadurch verursacht, dass die elektromagnetische Störquelle Energie über den Kopplungspfad an das empfindliche System überträgt. Es umfasst drei grundlegende Formen: Leitung durch Draht und gemeingleiche Erde, Strahlung durch Raum oder Kopplung durch Nahfeld.
Die EMV von elektronischen Produkten ist sehr wichtig. Derzeit haben viele Länder und Regionen strenge und vollständige EMV-Normen. Immer mehr elektronische Produkte müssen relevante EMV-Prüfungen und Zertifizierungen bestehen, bevor sie auf den Markt kommen können. Darüber hinaus werden mit der sich verschlechternden elektromagnetischen Umgebung die EMV-Anforderungen an elektronische Produkte immer höher werden.
Relativ gesehen ist das EMV-Problem das komplizierteste. Wenn die Anstiegszeit (Anstiegszeit oder Fallzeit) von 5 ns auf 2,5 ns reduziert wird, erhöht sich EM I um etwa das Vierfache. Die spektrale Breite von EM I ist umgekehrt proportional zur Anstiegszeit. Die StrahlungsinZehnerität von EM I ist proportional zum Quadrat der Frequenz. Der Frequenzbereich dieser Art von EM I Strahlung beträgt etwa zehn MHz bis mehrere GHz. Die Wellenlängen, die diesen hohen Frequenzen entsprechen, sind sehr kurz, und die kurzen Verbindungsleitungen auf der Leiterplatte oder sogar die Verbindungsleitungen im Chip können zu effizienten Sende- oder Empfangsantennen werden, die ernsthafte EMV-Probleme verursachen können. Henry W Ott, Präsident von Henry Ott Beratung, bezunte in seiner Keynichte-Rede auf der PCB Design Conference East: "Im Zeitalter des Hochgeschwindigkeitsdesigns werden Leiterplattendesigner Probleme haben, wenn sie nicht mehr über EMV-Diemen erfahren. Viele unerwartete Probleme." "Da die Designgeschwindigkeit schneller ist und drahtloses Design immer häufiger wird, wird EMV zu einer noch größeren Herausforderung werden."
Due zu die Komplexität von EMV und die Zunahme verlangenments von modern elektronisch Produkte for EMV, EMV-Technologie wird be an wichtig Feld dass erfordert lang-term Forschung. Bei anwesend, prauchting und Lösung EMV Probleme hauptsächlich folgen einige häufig PCB-Design Einschränkung Regeln. Allerdings, die spezifisch Verwendung von die Regeln und die Wirkung muss be analysiert in Detail, die hängt ab zu a groß Umfang on die Designer's dieoretical Ebene und praktisch Erfahrung.