Progettazione PCB - Progettazione dell'integrità del segnale per il controllo crosstalk

Di solito ci sono due tipi di regole di progettazione PCB ad alta velocità: regole fisiche e regole elettriche. Le cosiddette regole fisiche si riferiscono a determinate regole di progettazione specificate dal progettista in base alle dimensioni fisiche, come una larghezza di linea di 4Mi1, una spaziatura linea-linea di 4Mi1 e una lunghezza di traccia parallela di 4Mi1. Le norme elettriche si riferiscono alle norme di progettazione relative alle caratteristiche elettriche o alle prestazioni elettriche. Ad esempio, il ritardo del cablaggio è controllato tra Ins e 2ns, la quantità totale di crosstalk su una linea PCB è inferiore a 70mV e così via.

Con una chiara definizione delle regole fisiche e delle regole elettriche, i router ad alta velocità possono essere ulteriormente discussi. Attualmente, i router ad alta velocità sul mercato basati su regole fisiche (guidati da regole fisiche) includono router RE AutoActive, router CCT, router B1azerRouter e router Router Editor. In realtà, questi router sono tutti router automatici guidati da regole fisiche. Vale a dire, questi router possono soddisfare solo automaticamente i requisiti di dimensione fisica specificati dal progettista e non possono essere direttamente influenzati dai requisiti di dimensione fisica dell'elettrico ad alta velocità e non possono essere guidati direttamente dalle regole elettriche ad alta velocità. I router ad alta velocità guidati direttamente da regole elettriche sono molto importanti per garantire l'integrità dei segnali di progettazione ad alta velocità. I progettisti sono sempre i primi ad ottenere regole elettriche e le specifiche progettuali sono anche regole elettriche. In altre parole, il nostro progetto deve in definitiva soddisfare le regole elettriche e non è una regola fisica, ma l'implementazione fisica finale del progetto soddisfa i requisiti di regola elettrica del progetto è la più essenziale. Le regole fisiche sono solo una conversione delle regole elettriche fatta dai produttori di componenti o dagli stessi ingegneri di progettazione. Ci aspettiamo sempre che questa conversione sia equivalente e una corrispondenza one-to-one. In realtà non è così. Prendiamo ad esempio l'uso dei chip LVDS per completare la trasmissione dati ad alta velocità (fino a 777,76 Mbps) e a lunga distanza (fino a telaio). Poiché l'oscillazione del segnale della tecnologia LVDS è 3500, le specifiche di progettazione usuali richiedono sempre la linea totale del segnale Il valore crosstalk dovrebbe essere inferiore o uguale al 20% dell'oscillazione del segnale, cioè, la quantità totale di crosstalk è 350mV X20%=700. Questa è la regola elettrica. La percentuale del 20% dipende dalla tolleranza al rumore di LVDS, che può essere ottenuta dal manuale di riferimento. Per IS_Synthesizer, il progettista deve solo specificare il valore crosstalk della linea di segnale LVDS e il cablaggio può automaticamente regolare e perfezionare per garantire che i requisiti di prestazione elettrica siano soddisfatti. Durante il processo di cablaggio, le linee di segnale circostanti saranno automaticamente considerate. L'influenza del segnale LVDS. Per i router guidati da regole fisiche, alcune analisi ipotetiche e considerazioni sono prima necessarie. I progettisti pensano sempre che il crosstalk tra segnali dipenda solo dalla lunghezza delle linee parallele tra segnali paralleli, quindi può essere utilizzato nei circuiti ad alta velocità. Fai qualche analisi immaginaria nell'ambiente front-end di progettazione. Ad esempio, si può presumere che la lunghezza della linea di camminata parallela sia di 2.5mil, e quindi analizzare il crosstalk tra di loro. Questo valore potrebbe non essere 70mV, ma è possibile regolare ulteriormente la linea di camminata parallela in base alle conclusioni ottenute. Se la lunghezza della linea di corsa parallela è un certo valore, come 7mi1, il valore di crosstalk tra i segnali è fondamentalmente 70mV, allora il progettista pensa che finché la lunghezza della linea di corsa parallela della coppia di linee differenziali è controllata nell'intervallo di 7mi1 Tali requisiti di caratteristiche elettriche possono essere soddisfatti all'interno (il valore crosstalk del segnale è controllato entro 70mV), Quindi nel layout e nel routing fisici reali del PCB, l'ingegnere di progettazione ha ottenuto una tale regola fisica per la progettazione del PCB ad alta velocità. I router ad alta velocità convenzionali possono garantire che soddisfino questo requisito di dimensione fisica. Ci sono due problemi: in primo luogo, la conversione delle regole non è la stessa. In primo luogo, il crosstalk tra segnali non è determinato solo dalla lunghezza delle tracce tra segnali paralleli, ma dipende anche dalla direzione di flusso dei segnali e dalla posizione dei segmenti di linea parallela. Così come la presenza o l'assenza di corrispondenza e altri fattori, questi fattori possono essere difficili da prevedere, o addirittura impossibili da considerare completamente prima della realizzazione fisica effettiva. Pertanto, dopo tale conversione, non è possibile garantire che le regole elettriche originali possano essere rispettate rispettando tali regole fisiche. Questo è anche un motivo molto importante per cui il sistema PCB non può ancora funzionare normalmente quando i router ad alta velocità sopra menzionati soddisfano le regole. In secondo luogo, è quasi impossibile considerare più influenze contemporaneamente quando queste regole vengono convertite. Ad esempio, è difficile considerare l'influenza di tutte le linee di segnale circostanti allo stesso tempo quando si considera il crosstalk del segnale. Questi due aspetti determinano che i router ad alta velocità basati su regole fisiche avranno grandi problemi nella progettazione di sistemi PCB ad alta velocità e ad alta complessità, e i router PCB ad alta velocità che sono realmente guidati da regole elettriche possono risolvere meglio il problema. Il problema a questo proposito. Riassunto di questo articoloLa progettazione a livello di scheda PCB ad alta velocità e a livello di sistema è un processo complesso. Problemi di integrità del segnale, tra cui il crosstalk del segnale, hanno portato cambiamenti nei concetti di progettazione, nelle idee di progettazione, nei processi di progettazione e nei metodi di progettazione. È diventato il mainstream della progettazione di sistemi ad alta velocità di oggi per garantire che i problemi siano trovati e risolti rapidamente nella progettazione di sistemi ad alta velocità e per guidare la prevenzione di problemi nei nuovi progetti.