정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
만약 당신이 이전의 저속 시대에 쌓은 디자인 경험이 이미 작동하지 않는 것 같다는 것을 발견한다면, 같은 디자인은 과거에는 문제가 없었지만, 지금은 작동하지 않는다. 그렇다면 축하한다. 당신은 하드웨어 디자인에서 가장 핵심적인 문제인 신호 완전성에 부딪혔다.하루 일찍 만나는 것은 너에게 아주 좋다.
과거 저속 시대에 레벨 전환 기간의 신호 상승 시간은 상대적으로 길었고 보통 몇 개의 ns였다.장치 간의 상호 연결은 회로의 기능에 영향을 주지 않으며 신호 무결성에 신경 쓸 필요가 없습니다.그러나 오늘날의 고속 시대에는 IC 출력 전환 속도가 높아짐에 따라 많은 것이 피초 수준에 있습니다.신호 주기에 관계없이 거의 모든 설계에서 신호 무결성 문제가 발생했습니다.또한 낮은 전력 소비에 대한 추구로 인해 핵심 전압이 점점 낮아지고 있으며 1.2v의 핵심 전압은 이미 흔합니다.따라서 시스템이 감당할 수 있는 소음 여유가 점점 줄어들면서 신호 완전성 문제도 더욱 두드러진다.
넓은 의미에서 신호 무결성은 회로 설계에서 상호 연결선으로 인해 발생하는 모든 문제를 의미합니다.주로 상호 연결 회로의 전기 특성 매개변수가 디지털 신호의 전압 및 전류 파형과 어떻게 상호 작용하여 제품 성능에 영향을 미치는지 연구합니다.주로 시퀀스, 신호 진동벨, 신호 반사, 근거리 교란, 원거리 교란, 스위치 소음, 비단조성, 접지 반탄, 전원 반탄, 감쇠, 용량 부하, 전자 복사, 전자 교란 등에 대한 영향에 나타난다.
신호 무결성 문제의 근원은 신호 상승 시간의 감소에 있다.포선 토폴로지가 바뀌지 않았더라도 신호 상승 시간이 적은 IC칩을 사용하면 기존 설계가 임계 상태이거나 작동이 중지된다.
몇 가지 일반적인 신호 무결성 문제를 살펴보겠습니다.
반사:
그림 1은 신호 반사로 인한 파형 왜곡을 보여줍니다.그것은 마치 울리는 것처럼 보인다.자신이 만든 회로기판을 꺼내 시계 출력이나 고속 데이터 라인 출력과 같은 각종 신호를 측정해 이런 파형이 있는지 살펴본다.그렇다면 신호 무결성 문제에 대해 감성적으로 이해해야합니다.네, 신호 무결성 문제입니다.
많은 하드웨어 엔지니어들은 작은 저항기를 시계 출력 신호에 연결합니다.왜인지에 대해 그들 중 많은 사람들은 잘 알지 못한다. 그들은 많은 성숙한 디자인이 있고 그것을 따른다고 말할 것이다.아마도 당신은 알고 있을 것입니다. 그러나 확실히 많은 사람들이 이 작은 저항기의 기능을 구분하지 못합니다. 3, 4년 경력의 많은 하드웨어 엔지니어를 포함합니다.그들은 놀랐습니까?하지만 사실은 그렇다.나는 많은 것을 만난 적이 있다.사실 이 작은 저항기의 역할은 신호 반사 문제를 해결하는 것이다.저항이 증가함에 따라 벨은 사라지지만, 신호의 상승선이 더 이상 그렇게 가파르지 않다는 것을 알게 될 것이다.이 솔루션을 임피던스 일치라고 합니다.오, 그래, 임피던스 일치에 주의해야 해.임피던스는 신호의 완전성 문제에서 매우 중요한 위치를 차지한다.
만담:
만약 당신이 충분히 조심한다면, 당신은 때때로 어떤 신호선에 대해 기능적으로 신호를 출력하지 않지만, 측정할 때 신호가 출력되는 것처럼 진폭이 비교적 작은 규칙적인 파형이 있다는 것을 발견할 수 있을 것이다.이때, 당신은 그것 부근의 신호선을 측정해서 유사한 도안이 있는지 확인하세요!네, 두 신호선이 가까워지면 보통.이것이 바로 만담이다.물론 교란의 영향을 받는 신호선의 파형은 반드시 린접신호의 파형과 비슷할수도 있고 반드시 뚜렷한 법칙이 있을수도 없으며 더욱 많은것은 소음의 형식으로 나타날수도 있다.간섭은 오늘날 고밀도 회로 기판에서 골치 아픈 문제입니다.배선 공간이 작기 때문에 신호가 매우 가까워야 하기 때문에 그것을 마주해야 한다. 그것은 제어할 수 있을 뿐 제거할 수는 없다.직렬 교란의 영향을 받는 신호선의 경우, 인접 신호로부터의 교란은 그에게 소음에 해당한다.
간섭의 크기는 두 신호선 사이의 거리 때문만이 아니라 회로 기판의 많은 요소와 관련이 있습니다.물론 거리는 가장 쉽게 제어할 수 있고 교란을 해결하는 가장 일반적인 방법이지만 유일한 방법은 아니다.이것도 많은 엔지니어들이 오해하는 부분이다.더 심도 있는 토론을 하기 위해서, 나는 뒤의 글에서 그것들을 계속 소개할 것이다.
궤도 함몰:
노이즈는 신호망뿐만 아니라 배전 시스템에도 존재합니다.우리는 네가 회로판의 모든 것을 초전도체로 만들 수 없다면 전원과 땅 사이에 흐르는 전류 경로에서 불가피하게 저항이 있을 것이라는 것을 안다.그런 다음 전류가 변하면 불가피하게 전압이 떨어집니다.따라서 실제로 칩 전원 핀에 전송되는 전압은 낮아지고 때로는 크게 낮아집니다. 전압이 갑자기 붕괴되는 것처럼 이것이 궤도 붕괴입니다.궤도 함몰은 때때로 치명적인 문제를 초래할 수 있으며, 이는 회로 기판의 기능에 영향을 줄 수 있습니다.고성능 프로세서의 내장 도어 수가 증가하고 스위치 속도가 빨라지며 더 짧은 시간 내에 더 많은 스위치 전류를 소비하고 용인할 수 있는 소음이 점점 줄어들고 있다.그러나 동시에 소음을 제어하는 것은 점점 더 어려워지고 있습니다.고성능 프로세서는 전원 시스템에 대한 요구가 매우 높기 때문에 저항성이 낮은 배전 시스템을 구축하는 것이 점점 더 어려워지고 있다.너는 이미 그것이 또 저항이라는 것을 알아차렸을 것이다.임피던스를 이해하는 것은 신호의 무결성 문제를 이해하는 관건이다.
신호의 완전성 문제는 관련 범위가 매우 넓다. 여기서 단지 몇 가지 현상을 간단하게 소개할 뿐이다. 이 글은 모두가 신호의 완전성에 대해 초보적인 이해를 가질 수 있기를 바란다.신호 무결성은 모든 하드웨어 엔지니어의 필수 과목이 될 것입니다.하루 전에 연락하고 하루 전에 혜택을 받으십시오.
