PCB Tecnico - Metodo di progettazione PCB del segnale ad alta velocità DDR

Con il rapido sviluppo dell'industria dei semiconduttori, sempre più dispositivi confezionati ad alta velocità, ad alta funzione e ad alta precisione vengono applicati alla progettazione di sistema dell'audio moderno dell'automobile, in particolare l'uso di DDR ad alta velocità con frequenze superiori a 200 MHz nei sistemi di navigazione elettronica, i progettisti di PCB sono tenuti a raggiungere una corrispondenza temporale rigorosa al fine di raggiungere gli obiettivi di progettazione, le regole di progettazione SI ed interferenza elettromagnetica (EMI) per soddisfare l'integrità del segnale della forma d'onda. Questo articolo prende DDR200 come esempio per introdurre il metodo di progettazione PCB di DDR ad alta velocità nel sistema di navigazione elettronica audio dell'automobile.

Alla fine degli anni '60, l'audio per auto con un'unica funzione radio cominciò ad essere applicato alle auto. Con il miglioramento della moderna tecnologia elettronica, l'audio dell'automobile è anche accompagnato dallo sviluppo di prodotti diversificati come lettori di CD singolo disco, combinazioni di CD multi-disco, amplificatori, altoparlanti, subwoofer, ecc., con il supporto di qualità, tecnologia, funzioni ed effetti sonori. Al campo dei sistemi multimediali. Soprattutto dall'inizio del 21 ° secolo, con l'avvento dell'era DVD e lo sviluppo di successo di software e hardware di navigazione satellitare GPS, la progettazione elettronica automobilistica è stata introdotta nella direzione di sviluppo di funzioni intensive come DVD, navigazione, video di retromarcia e TV.

intrattenimento e altre funzioni. Mentre la funzione dei prodotti audio per auto continua a migliorare, porta anche sfide senza precedenti ai progettisti di sistemi: con l'aumento della frequenza di funzionamento dell'orologio del dispositivo, i dispositivi più avanzati possono essere utilizzati per progettare prodotti ad alte prestazioni in modo efficiente e veloce.

Nella progettazione del sistema audio per auto in passato, la più alta frequenza di clock su un PCB è già molto alta a 30 ~ 50 MHz, ma ora la frequenza di clock della maggior parte dei PCB supera i 100 MHz e alcuni raggiungono persino l'ordine di GHz. Per questo motivo, il tradizionale metodo di progettazione seriale guidato dalla netlist non può più soddisfare i requisiti di progettazione odierni. Ora è necessario adottare un concetto di progettazione aggiornato e un metodo di progettazione. Progettare un processo parallelo in cui tutti i collegamenti siano considerati in parallelo. Vale a dire, i requisiti e i vincoli di progettazione che sono stati considerati solo nelle fasi di layout PCB e cablaggio in passato sono cambiati per dare sufficiente attenzione e valutazione nella fase di progettazione schematica, e la selezione dei componenti chiave sarà analizzata nella fase iniziale della progettazione e verrà concepita la progettazione di linee di rete chiave. Struttura topologica, terminazione e impostazioni di rete corrispondenti e considerare pienamente la struttura dello stack PCB prima dell'inizio del cablaggio, ridurre la conversazione incrociata tra i segnali e garantire l'integrità di alimentazione e i fattori di temporizzazione.

Questo articolo presenta principalmente il DDR200 ad alta velocità utilizzato nel sistema di navigazione audio auto. Sotto la guida della teoria di base e dell'esperienza di progettazione professionale dei circuiti ad alta velocità, metodi di progettazione PCB per garantire l'integrità del segnale.

Cos'è DDR e il suo principio di funzionamento di base

DDR SDRAM, comunemente chiamato DDR. DDR SDRAM è una memoria ad accesso casuale sincrono dinamico a doppia velocità.

La memoria DDR è sviluppata sulla base della memoria SDRAM. SDRAM trasmette i dati solo una volta in un ciclo di clock, trasmette i dati nel periodo crescente dell'orologio; mentre la memoria DDR trasmette dati due volte in un ciclo di clock, può trasmettere dati una volta nel periodo di aumento e nel periodo di caduta dell'orologio., Quindi è chiamata memoria di accesso casuale dinamico sincrono a doppia velocità. La memoria DDR può raggiungere il doppio tasso di trasferimento dati alla stessa frequenza bus di SDRAM.

CLK# è opposto alla normale fase di clock CLK e forma un segnale differenziale di clock. La trasmissione dei dati viene effettuata all'intersezione di CLK e CLK#, cioè i dati vengono attivati sia sui bordi in salita che in caduta di CLK (questo accade essere il bordo in salita di CLK#), realizzando così una trasmissione a doppia velocità.

DQS (DQ Strobe, impulso di selezione dei dati) è una funzione importante in DDRSDRAM, che viene utilizzata principalmente per distinguere accuratamente ogni ciclo di trasmissione all'interno di un ciclo di clock e utilizzare DQS all'estremità ricevente per leggere i dati corrispondenti DQ.

DQS è valido sia sui bordi in salita che in caduta e viene generato contemporaneamente al segnale dati. DQS e DQ sono entrambi segnali tri-stati per la trasmissione bidirezionale. Durante un'operazione di lettura, il bordo del segnale DQS è allineato con il bordo del segnale DQ nel timing e durante un'operazione di scrittura, il bordo del segnale DQS è allineato con il centro del segnale DQ nel timing.

Prendiamo come esempio il diagramma di temporizzazione delle operazioni di lettura DDR SDRAM per illustrare il principio di controllo di DQS:

1. Quando non c'è uscita di dati, DQS è ad un alto livello di impedenza.

2. Dopo aver ricevuto il comando READ, il segnale DQS diventa bassa impedenza e un ciclo prima del tempo di uscita dei dati.

3. Il segnale D Q S è generato all'intersezione di CLK e CLK# contemporaneamente al segnale dati e la frequenza è la stessa di quella di CLK.

4. Il segnale DQS continua fino a quando la raffica di impulso di lettura è finita, e poi torna al livello di impedenza elevato di nuovo dopo che è finita.

2 Specifiche di base

Le specifiche di base di DDR SDRAM.

3 Metodo di progettazione PCB di DDR200