PCB Tecnico - Struttura topologica della traccia PCB e le sue occasioni applicabili

Struttura topologica della traccia PCB e delle sue occasioni applicabileUn altro modo per risolvere l'effetto della linea di trasmissione è selezionare il percorso di cablaggio corretto e la topologia PCB terminale. La struttura topologica del cablaggio si riferisce alla sequenza di cablaggio e alla struttura di cablaggio di un cavo di rete. Quando si utilizzano dispositivi logici ad alta velocità, a meno che la lunghezza del ramo di traccia non sia mantenuta molto breve, i segnali con rapidi cambi di bordo saranno distorti dalle tracce di ramo sulla traccia del tronco del segnale. In circostanze normali, le topologie comuni delle tracce PCB sono:(1) topologia punto-punto, singolo driver, singolo ricevitore. Fino a quando viene eseguita una corrispondenza adeguata dell'impedenza sull'estremità motrice o sull'estremità ricevente, è possibile ottenere una migliore integrità del segnale. (2) La topologia della catena a margherita utilizza la linea di trasmissione di interconnessione più breve per collegare tutti i buffer, ma ogni buffer può essere collegato solo agli altri due buffer attraverso due linee di trasmissione al massimo, a partire dal driver principale, e quindi collegato attraverso la linea di trasmissione Vai al buffer più vicino all'unità principale, quindi trova il buffer non collegato più vicino al buffer, Collegare i due con una linea di trasmissione, quindi cercare di nuovo il buffer non collegato più vicino in base al buffer appena aggiunto alla connessione Collegare i buffer, e così via, fino a quando tutte le connessioni buffer sono completate. Una volta completata la connessione, partendo dall'unità principale, tutti i buffer sono collegati in una catena(4) La topologia stellare parte dal driver principale. Un driver di segnale guida più ricevitori di segnale e quando più ricevitori di segnale sono richiesti per ricevere segnali contemporaneamente, il carico finale di ricezione e la lunghezza del cablaggio di ogni ramo devono essere mantenuti il più coerenti possibile. Le resistenze terminali sono generalmente richieste sui rami e la resistenza delle resistenze terminali dovrebbe corrispondere all'impedenza caratteristica del collegamento. In questo modo si possono ottenere buone prestazioni anche quando la velocità di bordo è molto veloce. La struttura della topologia stellare può efficacemente evitare il problema asincrono del segnale dell'orologio. (5) La forma dell'ammasso remoto è molto simile alla forma della stella. La differenza è che l'ultimo driver collegato alla catena del driver margherita è collegato ad un nodo a forma di "T" attraverso una linea di trasmissione più lunga, e poi tutti i ricevitori sono anche collegati a questo nodo "T" attraverso una linea di trasmissione, tutti i ricevitori sono raggruppati insieme. Il ramo è vicino all'estremità ricevente. In questa topologia, anche la lunghezza del ramo remoto dovrebbe essere limitata in modo che il ritardo di trasmissione sul ramo sia inferiore al tempo di salita o caduta del segnale.

(6) Carico periodicoLa topologia del carico periodico richiede che la lunghezza di ogni ramo sia abbastanza piccola in modo che il ritardo di trasmissione sul ramo sia inferiore al tempo di salita o caduta del segnale. La struttura della linea principale di trasmissione e di tutte le sezioni di diramazione possono essere considerate una nuova linea di trasmissione. La sua impedenza caratteristica è inferiore a quella della linea di trasmissione principale originale e la velocità di trasmissione è anche inferiore all'originale. Pertanto, è necessario eseguire la corrispondenza di impedenza. Avviso.

Quale forma topologica la connessione di rete dovrebbe adottare, in larga misura, è determinata dai requisiti del circuito e quindi dalla convenienza del layout e del cablaggio. (1) Topologia punto-punto Questa topologia è la più semplice. È facile da implementare sul controllo del layout e dell'impedenza. Se le normali reti a bassa velocità possano adottare la topologia punto-punto dipende interamente dalle esigenze del circuito; mentre per l'interconnessione ad alta velocità e ad altissima velocità, l'interconnessione punto-punto è necessaria in molti casi, come l'interconnessione di segnali seriali ad alta velocità, per ridurre al minimo l'impatto della discontinuità di impedenza; Anche i segnali di clock cronometrati con precisione non possono avere biforcazioni, perché la discontinuità di impedenza causata da biforcazioni causerà ulteriore jitter. (2) Topologia a catena di daisy In generale, la topologia a catena di daisy è spesso utilizzata per sistemi bus con carichi multipli e la terminazione corretta è eseguita al carico più lontano. Vantaggi del routing a catena margherita: Occupa un piccolo spazio di cablaggio e può essere terminato da una singola corrispondenza di resistenza; Impedenza facile da controllare, terminazione semplice, lunghezza corta del cablaggio di rete, cablaggio è più conveniente, purché la differenza nel tempo di ricezione del segnale di ogni ricevitore sia all'interno della gamma consentita Utilizzare la topologia della catena margherita per il cablaggio. Per il cablaggio a catena a margherita, il cablaggio parte dall'estremità di azionamento e raggiunge ogni estremità di ricezione a turno. Se si utilizza una resistenza di serie per modificare le caratteristiche del segnale, la posizione della resistenza di serie dovrebbe essere vicina all'estremità dell'azionamento. Nella progettazione effettiva, rendiamo la lunghezza del ramo nel cablaggio della catena a margherita il più breve possibile. Il valore di lunghezza sicura dovrebbe essere: In termini di controllo dell'interferenza armonica di alto ordine del cablaggio, l'effetto è migliore. Svantaggi del routing a catena margherita: Il tasso di distribuzione è basso e non è facile raggiungere la distribuzione al 100%; Differenti terminali di ricezione del segnale, la ricezione del segnale non è sincronizzata., U" S1 x m% J* e(3) Topologia stellare. La topologia stellare è anche una topologia di cablaggio multi-carico comunemente usata. Il driver si trova al centro della stella ed è collegato a carichi multipli in forma radiale. La topologia stellare può efficacemente evitare la non sincronizzazione dei segnali su carichi multipli. Il problema è che i segnali ricevuti sul carico possono essere completamente sincronizzati. Il problema con la topologia stellare è che ogni ramo deve essere terminato separatamente. Ci sono molti dispositivi e il carico del driver è grande. Il conducente deve avere la capacità di guida corrispondente per utilizzare la topologia stellare. Se la capacità di guida non è sufficiente, è necessario aggiungere un buffer. Al fine di ridurre il consumo energetico e alleviare la pressione di carico del driver, la terminazione del terminale RC può essere utilizzata, ma questo metodo di terminazione è più complicato e può essere utilizzato solo per i segnali di clock. La topologia stellare è generalmente utilizzata nelle reti di clock o nelle reti che richiedono alta sincronizzazione del segnale. Il punto comune è che ogni ricevitore è tenuto a ricevere il segnale dal conducente allo stesso tempo. Il cablaggio della topologia stellare è più difficile della topologia a catena margherita. Occupa molto spazio. La topologia stellare effettiva avrà rami di linea di trasmissione terminanti e ci saranno rami di linea di trasmissione tra il driver e il nodo pubblico, che degradano il segnale, quindi il completamento della topologia stellare richiede generalmente pre-simulazione e post-simulazione per garantire l'integrità del segnale. Il cablaggio parte dall'estremità di azionamento e raggiunge ogni estremità di ricezione in parallelo, che può efficacemente evitare il problema del segnale asincrono dell'orologio. (4) La topologia dell'ammasso remoto è in realtà un miglioramento della topologia stellare. Sposta il nodo di ramo all'estremità sorgente nella topologia stellare verso l'estremità remota più vicina al ricevitore, che incontra la sincronizzazione dei segnali ricevuti su ogni ricevitore. Il problema risolve anche il problema della corrispondenza di impedenza complessa e del carico pesante del driver, perché la topologia del cluster remoto deve solo corrispondere al terminale al nodo di ramo. La topologia del cluster remoto richiede che la distanza tra ciascun ricevitore e il punto di ramificazione sia il più vicina possibile. La lunga linea di diramazione influenzerà seriamente la qualità del segnale. Se i chip del ricevitore non possono essere posizionati insieme nello spazio, allora il cluster remoto non può essere utilizzato.å½¢topologia. Allo stesso modo, sono generalmente necessarie pre-simulazione e post-simulazione per garantire l'integrità del segnale. In breve, quando stiamo facendo la progettazione topologica, possiamo usarlo in modo flessibile sulla base della topologia classica di cui sopra. Non esiste una formula fissa. Un grande principio è quello di garantire la qualità del segnale. L'arma è quella di utilizzare il software SI per l'analisi topologica e la simulazione. Nel processo di progettazione del PCB effettivo, per i segnali chiave, l'analisi dell'integrità del segnale dovrebbe essere utilizzata per determinare quale topologia utilizzare