PCB 기술 - PCB 설계 프로세스 고려 사항

기가비트 직렬 I/O 기술은 매우 우수한 성능을 가지고 있지만, 이러한 우수한 성능은 양호한 신호 무결성을 보장하기 위한 조건이 필요하다.예를 들어, 한 공급업체는 특정 애플리케이션에 대해 고속 기가비트 직렬 설계를 처음 시도할 때 실패율이 90% 라고 보고했습니다.성공률을 높이기 위해서, 우리는 시뮬레이션을 하고 더 복잡한 새로운 우회 회로를 채택해야 할 수도 있다.Spartan-6 FPGA의 GTP 성능은 PCB의 신호 무결성에 따라 달라집니다.PCB 설계 과정에서는 보드의 계층 구조, 어셈블리의 레이아웃 및 신호 라우팅과 같은 요소를 고려해야 합니다.

전원 및 스택Spartan-6 FPGA의 GTP 트랜시버의 경우 스택은 전원 분배 계층과 신호 라우팅 계층의 두 그룹으로 나눌 수 있습니다.전원 레이어는 GTP의 MGTACC, MGTAVCCPLL, MGTAVTTTX 및 MGTAVTTRX 전원 핀을 연결하는 데 사용됩니다.스택에서 접지층 전송 신호선은 신호 반환 경로를 제공합니다.또한 두 신호층 사이에 차폐 평면이 존재하기 때문에 신호가 라우팅될 때 인접층의 배선에 대해 고려해야 할 문제를 고려하지 않고 더 많은 신호 경로를 제공한다.GTP의 전력 평면은 결합 효과를 높이기 위해 지면과 밀접하게 인접해야 합니다.접지 평면은 GTP의 전력 평면을 차단하고 상위 또는 다음 신호로 인한 노이즈 간섭으로부터 전력 평면을 차단할 수 있습니다.사실, 다른 관점에서 볼 때, 전원 공급 장치의 노이즈가 고주파 범위에 나타나면 주파수가 증가함에 따라 이러한 콘덴서를 찾을 수 없을 때까지 주파수 범위를 커버하고 필터 효과를 얻을 수있는 콘덴서를 찾는 것이 점점 더 어려워집니다.커패시터 값이 감소함에 따라 패키지의 관련 잡다한 감각과 저항 값은 그에 상응하는 변화가 없기 때문에 주파수 응답은 큰 변화가 일어나지 않는다.고속에서 더 좋은 전력 분배를 실현하기 위해서, 우리는 전원층과 접지층을 사용하여 우리 자신의 콘덴서를 구축해야 한다.우리의 목표를 더욱 효과적으로 실현하기 위해서는 일반적으로 인접한 전원 평면과 지평면을 사용해야 한다.GTP의 전원 핀과 배전망 간의 연결은 GTP의 성능에 중요한 역할을 합니다.PDN 및 FPGA에는 저임피던스 및 저소음 연결이 필요합니다.FPGA의 GTP 전원은 최대 10mVpp 소음을 견딜 수 있습니다.10KHz ~ 80MHz 범위에서 전원 공급 장치는 소형 평면을 사용할 수 있습니다.이 작은 전원 평면은 SelectIO 인터페이스의 영역을 덮어써서는 안 됩니다.PCB 설계 콘덴서의 배치는 바이패스 콘덴서의 가치 외에도 고려해야 할 또 다른 중요한 측면은 콘덴서의 위치입니다.일반적인 규칙은 용량이 클수록 배치 요구가 엄격하지 않다는 것이다.콘덴서 값이 작으면 콘덴서가 가능한 한 전원과 접지 핀에 가까워야 합니다.사용할 수 있는 한 가지 방법은 사용되지 않은 범용 IO의 흔적과 구멍을 제거하고 바이패스 콘덴서에 공간 GTP 전력 분할 영역의 위치와 GTP 필터 콘덴서의 위치를 비우는 것입니다.신호 라우팅 GTP 신호 라우팅 및 SelectIO 신호 라우팅 라인은 인접 계층에 있지 않아야 하며 구멍 통과를 포함하여 각각의 반환 경로도 분리되어 있어야 합니다.차선 쌍과 차선과 다른 선 사이의 거리를 유지하는 것이 중요합니다.일반 규칙은 인접한 선 쌍 사이의 거리가 선 쌍에서 두 선 사이의 거리보다 5배 이상 떨어져야 한다는 것입니다.기가비트 신호 차동 회선은 가능한 한 케이블 레이어 변경을 피해야 합니다.계층 간 전송이 필요한 경우 특히 주의해야 합니다.먼저 전체 반환 경로를 제공해야 합니다.그러므로 우리는 반드시 A층의 참고층과 B층의 참고층층을 결합시켜야 한다.가장 이상적인 상황은 두 참고층이 모두 지층이라는 것이다.이 경우 전송 레이어 오버홀 근처에 두 참조 레이어를 연결하는 다른 오버홀을 배치하여 반환 경로를 설정할 수 있습니다.참조 평면이 다른 경우 (하나는 접지 평면이고 다른 하나는 전원 평면) 0.01 ° F 커패시터를 가능한 한 구멍에 가깝게 하여 두 참조 평면을 연결하여 반환 경로의 임피던스를 줄여야 합니다.PCB 설계 과정에서 많은 문제가 발생할 수 있지만, 모든 세부 사항만 자세히 하면 좋은 PCB 원리도를 설계할 수 있다.