Conception électronique - Les paramètres de synchronisation sont la base de la conception de PCB d'horloge

Voici une introduction aux paramètres de synchronisation, la base de la conception du circuit d'horloge PCB:

Certains paramètres liés au timing sont TCO, Buffered Delay, Establishment time, hold time, Establishment time Margin, hold time Margin, Propagation Delay, max / min Flight Time et clock jitter.

1: TCO et latence tampon

Le délai de buffer est le temps qu'il faut pour qu'un signal atteigne une sortie de tension effective à travers le buffer. Le retard tampon plus le retard logique interne au circuit numérique IC est TCO. TCO fait également référence à la somme de tous les retards dans un appareil depuis le début du déclenchement de l'horloge jusqu'à un périphérique de sortie de données valide. La charge de mesure peut être connectée directement à l'extrémité de la sortie du circuit numérique IC pour déterminer TCO puis le temps pendant lequel la tension du signal (ums) sur la charge atteint un certain niveau (typiquement la moitié du niveau haut du signal). La charge la plus courante est une résistance de 50 îlots ou un condensateur de 30 PF. TCO et Buffered Delay.

2: temps de réglage, temps de maintien, marge de temps de réglage et marge de temps de maintien

L'établissement de l'heure et le maintien de l'horaire captent les durées d'entrée des données avant et après le déclenchement du front d'horloge dans la bascule de réception. Ces deux paramètres de temporisation sont liés aux caractéristiques du récepteur. Les données doivent exister pendant un certain temps avant que le front d'horloge ne soit déclenché, qui est le temps de réglage requis par l'appareil; Et après le déclenchement du front d'horloge, les données doivent rester pendant un certain temps avant d'être lues de manière stable. C'est le temps de rétention nécessaire à l'appareil. Si la durée du signal de données avant et après le déclenchement du front d'horloge dépasse respectivement le temps de réglage et le temps de maintien, les composantes dépassées sont dites respectivement marge de temps de réglage et marge de temps de maintien. Les paramètres de réglage et de temps de maintien requis pour chaque appareil se trouvent généralement dans le manuel de l'appareil. Lors de la conception, les marges de temps de réglage et les marges de temps de maintien doivent être augmentées autant que possible afin de garantir le bon fonctionnement du système malgré les variations limitées de l'environnement extérieur.

3: retard de propagation et temps de vol

Le retard de transmission d'un signal sur une ligne de transmission est appelé retard de propagation, il est uniquement lié à la vitesse de propagation du signal et à la longueur de la ligne. Le temps de vol comprend le temps de vol maximal et le temps de vol minimal. Le temps de vol maximal est également appelé retard de stabilisation final et le temps de vol minimal est appelé retard de commutation le plus précoce.

4: Jitter d'horloge et décalage d'horloge

Dans la pratique, le signal d'horloge PCB ne peut généralement pas être le signal idéal et il se produit souvent des secousses et des décalages. La gigue d'horloge fait référence à la différence entre deux cycles d'horloge. Il est généré en interne par une horloge, indépendamment du routage. Dans un oscillateur d'horloge, la gigue est provoquée par la superposition de quatre sources de bruit:

1: C'est le bruit du cristal lui - même. Comme tout composant résistif, le cristal émet un bruit thermique dû au mouvement aléatoire des électrons internes;

2: C'est le bruit causé par toute vibration mécanique ou perturbation du cristal lui - même;

3: est le bruit de l'amplificateur lui - même, le bruit de l'amplificateur étant généralement supérieur au bruit thermique et mécanique du cristal;

4: bruit de puissance. Tout bruit couplé à la borne d'alimentation passe dans l'amplificateur à l'intérieur de l'oscillateur d'horloge et le bruit d'alimentation provoque une grande gigue après avoir été amplifié par l'amplificateur. Le bruit de puissance est difficile à gérer. Si la sortie de l'oscillateur présente un bruit d'alimentation couplé important, on peut dire que l'immunité de l'alimentation est très mauvaise. Le Jitter de l'horloge causé par une source de bruit aléatoire est très nocif et le battement de l'horloge causé par le bruit d'alimentation peut provoquer des fluctuations intermittentes. La gigue d'horloge peut être mesurée par trois méthodes: analyse spectrale, mesure de phase directe et mesure de phase différentielle. La méthode de mesure la plus simple consiste à utiliser une mesure de phase différentielle. On entend par biais d'horloge le biais entre deux horloges système identiques, y compris le biais entre plusieurs sorties d'un tampon d'horloge et la différence entre les signaux d'horloge en réception et en pilote en raison d'erreurs de suivi PCB. Compensation L'influence de ces facteurs doit être prise en compte dans la conception des temps. Lors de la conception d'un PCB, afin d'assurer la transmission et la réception correctes des données, tous les paramètres de synchronisation doivent être pris en compte de manière intégrée, une topologie appropriée doit être choisie, des mesures telles que la terminaison d'adaptation d'impédance doivent être prises pour réduire les interférences causées par l'intégrité du signal sur la séquence, Les contraintes temporelles d'établissement et de maintien requises par le système sont satisfaites simultanément.