Technologie PCB - Pourquoi les stratifiés PCB affectent les débits de données à haute vitesse

Plus vous allez vite, plus vous devez savoir: le rôle du stratifié PCB dans la réalisation de débits de données élevés.

La bonne nouvelle est que la dernière version de l'IC peut envoyer des données à des vitesses allant jusqu'à 32 GB / S (et plus) via des paires différentielles dans le PCB. La mauvaise nouvelle, ou plus précisément, le défi de l’industrie, est qu’à ce rythme, si vous ne faites pas attention à la façon dont ces chemins sont conçus et fabriqués, de minuscules changements utilisés pour fabriquer des stratifiés de PCB peuvent perturber les chemins de données. En outre, une variante de la liaison de données dans le chemin de rupture est l'inclinaison.

Partant de la base du problème, le biais est le désalignement des deux bords de signal de la paire différentielle lorsqu'ils atteignent les bornes du récepteur différentiel. Le résultat de l'inclinaison est très simple. Lorsque le désalignement ci - dessus est suffisamment grave, les liens dans le chemin de données peuvent ne plus fonctionner.

À ce stade, il est utile de définir les paires différentielles et de vérifier leur fonctionnement:

Une paire différentielle est un chemin de signal qui a deux signaux égaux et opposés qui se propagent sur deux chemins. Le récepteur détecte la tension « différentielle » à son entrée et détermine si le BIT de donnée est 1 ou 0. Le récepteur est conçu pour ignorer le composant "mode commun". Ce signal est généralement un décalage de tension. C'est le principal avantage de ce Protocole de signalisation.

Pourquoi les stratifiés PCB affectent les débits de données à haute vitesse

Déterminer la longueur physique qui correspond à deux signaux différents n'est pas un problème. Ceci est le résultat des facteurs suivants:

La technologie IC moderne peut maintenir l'alignement de niveau d'encapsulation à 1ps. Les outils de mise en page de PCB modernes et la fabrication de connecteurs peuvent adapter la longueur à 1ps. Sur la base de ces facteurs, la prise en compte et la gestion des biais semblent être un casse - tête d'ingénierie. Ce serait certainement le cas si ce n'était pas à cause de certaines sources de biais moins évidentes.

Le « piège » caché de la distorsion

Le désalignement du chemin différentiel ou de la longueur du signal différentiel est la cause de l'inclinaison. De plus, le biais peut être le résultat d'une différence de vitesse entre les deux voies de Signalisation différentielle. Dans les deux cas, la cause de l'inclinaison est le résultat du tissage du verre utilisé dans les stratifiés PCB. Explicitement

La différence dans la longueur du trajet mesurée sur un trajet de 14 pouces est aussi grande que 37 PS, ce qui est causé par le tissage inégal du verre dans le stratifié. (c'est plus d'une période de BIT à 28gb / S.) La différence de vitesse du signal différentiel se produit lorsqu'un côté de la paire de signaux différentiels se déplace sur la résine et l'autre sur le verre sur le stratifié PCB. Le côté qui se déplace sur la résine ira plus vite. Tout d’abord, quelques notions de base:

Le stratifié dans un PCB est un composite de verre et de résine. La constante diélectrique du verre est d'environ 6 et celle de la résine est inférieure à 3.

En termes de longueur de trajet et de vitesse du signal, le problème est causé par la façon dont la couche de renfort de verre est formée. La résine est déjà tissée. Les tresses de verre les plus courantes ont des filaments de verre étroitement torsadés et laissent un grand espace ouvert rempli de résine entre les deux. La largeur moyenne des traces dans la carte PCB est plus petite que l'espacement des fibres de verre, de sorte que les traces des paires différentielles sont plus courantes sur le verre, tandis que la résine est opposée aux autres traces (plus de résine que de verre). En raison de ces facteurs, nous voyons une paire différentielle de 14 "de long avec une déviation induite par son tissage allant jusqu'à 60 ps. cette déviation peut avoir un impact énorme sur les performances du signal différentiel.