電子設計 - PCB設計バックプレーンコネクタとプロセスにおけるSi解析

1. 回路基板 デザイン

PCBバックプレーンコネクタ（バックプレーンコネクタ）は、大規模通信機器、超高性能サーバ、スーパーコンピュータ、産業用コンピュータ、ハイエンド記憶装置で一般的に使用される一種のコネクタである。主な機能は、娘カードとバックプレーンを接続することです。単一の基板とバックプレーンとの間に90°の垂直構造が形成され、高速差動信号（差動信号）またはシングルエンド信号（シングルエンド信号）および大電流を伝送する。

2 mmのHMコネクタは、頭から尾スプライシング設計です。Aタイプ、B、Cなどの異なるタイプがあります。Aタイプの2つの機能ブロックは、挿入して、位置決めする機能（ボード上のコネクタでポジショニング）を持っています。タイプBは全く位置決め機能を持ちません、そして、タイプCはスプライシング終了として、以下の図に示すように、部分的な位置決め機能を持っています。コネクタ接続部やコネクタの使用に際しては、コネクタの位置決めの問題を考慮する必要がある。2 mmのコネクタは、2つのタイプを持ちます：コラム間シールドとシェルシールド。コネクタの実際の使用において、選択は接地ピン信号および遮蔽要件の排列に基づいて考慮されるべきですEMCの観点から、シールドシェルを選択するのがベストです。そのうえ、高速信号伝送のために特別に設計されるHS 3コネクタが、あります。コネクタとコネクタとの間の遮蔽は、コネクタの設計において考慮された。高速信号伝送中のコネクタで発生するクロストークは小さく、信号ピンの使用率も高いが、価格は高価である。

原理的には、コネクタのモデルは伝送線路のモデルであるが、信号伝送はグランドプレーンを参照せず、接地ピンを通してリターンパスを形成する。接地ループを共有する多くの信号線がなければならないので、コネクタのクロストークに起因する伝導干渉は注意しなければならない。

コネクタ・ピン信号排列のために、最初にシグナル配布を決定して、合理的にシグナル、電源および接地ピン位置およびナンバーを割り当てる。クロストークを低減し、放射線を低減し、接地ループを確保することが原理である。各信号ピンの近くにリターンパスを持つのがベストです。キーは、接地ピンによって他の信号から信号線が分離される。電気的なプラグインを考慮に入れると、2 mmのHMコネクタのために、接地ピンはパワーピンより長いです、そして、より長いピンは地面とパワー接続ピンとして割り当てられます。地面のピンと信号を使用することを推奨されている針は、花のパターンに配置され、高速信号と地面の針の位置に応じて千鳥を減らすために千鳥。

第二に、PCB設計プロセスにおけるSi解析

PCB信号の完全性 新しい現象ではない, しかし、それはデジタルフィールドの初期に多くの注意を受けませんでした. 情報技術の発展とインターネット時代の到来, 人々は様々な高速デジタル通信を通じて通信する必要がある/コンピューティングシステム. この巨大な市場で, 信号完全性解析はこれらの電子製品システムの信頼性の高い動作を保証する際にますます重要な役割を果たす. 事前SIガイダンスなしで, プロトタイプは常にテストベンチにあるかもしれません. 配線後のSi検証なしで, 製品が間違っている場合があります. SI分析は、高速設計の全体のプロセスを実行し、密接に各デザインステップと統合されて. 一般的に言えば, Si分析は配線前の解析と配線後の解析.

PCBルーティングの前に、I / O技術、クロック分配、チップパッケージタイプ、デバイスタイプ、レイヤスタック、ピン割り当て、ネットワークトポロジー、終了戦略などを選択するためにSi分析を使用できます

レイアウトおよびルーティング命令は、物理レイアウトのシグナル完全性を確実にする。これは、ノイズやタイミング要件に従います。si解析は繰返し設計と配置／配線再加工を減らし，設計サイクルを減少させる。

PCBルーティング後，si解析はsi設計ガイドラインの正当性を検証でき，設計制約を確認できる。これは、反射ノイズ、リンギング、クロストーク、およびグランドバウンスなどの現在のデザインでSIの競合をチェックします。同時に，配線後の解析は，予測データやモデルではなく，物理レイアウトデータを実現することに基づいているので，配線前に無視されたsi問題を明らかにした。要するに、より正確なシミュレーション結果を得ることができます。

Si分析が完全に続くならば PCB設計 プロセス, 信頼性の高い高性能システムを迅速に実現することができます. 過去に, レイアウトエンジニアによって生産された物理的なデザインは、機械的な生産のための機械的なレイアウトだけだった, そして、どんな信号完全性設計もほとんど含みませんでした. 電子システムの急速な発展, ハードウェアを開発するシステムエンジニアは、信号の完全性を考慮しなければならない, 設計規則や配線制限の定式化など. 通常, この分野の知識は、以前のプロダクトデザイナーによって蓄積された経験から来ている, それで、彼らはSI問題の性質を理解しません.

この種の挑戦に直面して、専門のSiエンジニアは、加わるために必要です。新しいデバイスや新しいチップパッケージングやボード製造プロセスなどの新しいプロセスの使用を考慮すると、SIエンジニアはSiの側面から技術の電気的特性を分析し、次に、Siのモデリングとシミュレーションソフトウェアを通して配線ガイドラインを策定する。これらのSIツールは、ビア、トレース、および平面スタックなどのテンプレートレベルの相互接続を構築するのに十分正確でなければなりません。同時に、ドライブ/ロードモデルが選択された場合、および終了戦略を分析するのに十分なシミュレーション速度を持たなければなりません。最後に，SIエンジニアは一連の設計規則を策定し，設計者と配線エンジニアに渡す。それから、設計技師（全体的なシステム設計を担当する）は、デザイン規則が完全に実行されることを確実とする必要があります。ボードの予備配線やレイアウトを終了した後、キーネットワークの部分解析を行うことができ、後配線のベリファイを行うことができる。si解析プロセスは多くの関連するネットワークを含んでいるので，siエンジニアによって予想される精度に達しない場合でも，シミュレーション速度は高速でなければならない。有線の

PCB技術者はSIレイアウトとルーティング規則を得ます、彼らはこれらの制約に基づいて最適化された物理的なデザインを生成することができて、ルーティング・システムでSi対立に関する報告を提供します。これらの競合のために、配線エンジニアは、これらのSI問題を解決するために設計技術者とシステムエンジニアと協力します。