PCB Блог - проектирование целостности сигнала печатных плат

представление печатных плат разработка инструментов для решения этих проблем, например, скин - эффект и диэлектрические потери, влияние проходного отверстия и соединителя, внимание на разностный сигнал и проводку, распределить, управление EMI, сортировка. быстрое развитие коммуникационных и компьютерных технологий привело к тому, что высокоскоростное проектирование печатных плат вошло в гигабаритную область. Применение новых высокоскоростных устройств делает возможным такую высокоскоростную дистанционную передачу на плечах и на одной доске. Проблемы целостности сигнала (SI),Кроме того, усилилась проблема целостности питания и электромагнитной совместимости.

полнота сигнала означает качество передачи сигнала по линии сигнала. Основные вопросы, колебание, хронометраж, отскок и перемешивание грунта. разность целостности сигнала не вызвана одним фактором, Однако при разработке структуры на уровне Совета были учтены различные факторы. в проектировании печатных плат для гигабаритного оборудования, проектирование целостности сигнала требует от инженера полного учета компонентов, схема межсоединения линий электропередач, распределение и EMC. инструменты EDA для проектирования высокоскоростных печатных плат были разработаны от чисто имитационной сертификации к проектированию и сертификации, помогать Конструкторам в разработке правил на ранней стадии проектирования, избегать ошибок, а не находить проблемы на более поздней стадии проектирования. с ростом скорости и дизайном данных становится все сложнее, потребность в инструментах для анализа высокоскоростной печатных плат. Эти инструменты включают анализ времени, анализ целостности сигнала, анализ сканирования проектных пространственных параметров, проектирование с электромагнитной совместимостью, анализ устойчивости энергосистемы, есть еще. . Здесь мы сосредоточим внимание на некоторых вопросах, которые необходимо учитывать при проведении анализа полноты сигнала при проектировании печатных плат- устройства на мегабитах.

Высокоскоростные устройства и модели устройств
Хотя поставщики гигабитных передающих и приемных компонентов предоставят проектированную информацию о чипе, поставщик оборудования должен также знать целостность сигнала нового оборудования, поэтому руководство по проектированию, предоставленное поставщиком оборудования, может оказаться преждевременным, Во - первых, поставщик оборудования обычно очень строгий, инженер - конструктор не может выполнить все правила проектирования. поэтому, Инженеры целостности сигналов должны использовать инструменты моделирования для анализа правил ограничения и реального проектирования поставщиков, обследование и оптимизация выбора компонентов, топологическая структура, согласованный вариант, & согласующий компонент, и окончательное решение для обеспечения целостности сигналов. правила размещения и монтажа печатных плат. поэтому, эмуляционный анализ гигабатических сигналов становится очень важным, все больше внимания уделяется роли модели прибора в работе по анализу целостности сигналов.

модели компонентов обычно включают модели ИБИС и Спайс. Потому что моделирование уровня пластин сосредоточено только на отклике сигнала через систему межсоединений от выводных выводов до входной, Производители интегральных схем не хотят разглашать подробную информацию о схемах внутри устройства, время моделирования модели Spice на транзисторах обычно невыносимо, Поэтому модель IBIS используется для высокоскоростных печатных плат. область проектирования постепенно получает все больше производителей оборудования и инженеров по целостности сигналов.

Инженеры часто ставят под сомнение устойчивость модели IBIS при моделировании системы печатных платдля гигабаритного оборудования. когда прибор работает в зоне насыщения и отсечки транзистора, модель IBIS не содержит достаточно подробной информации для описания нелинейной зоны переходных откликов, Результаты моделирования модели IBIS не могут генерировать информацию о реакции, которая может быть получена с помощью модели транзистора. Однако, устройство типа ECL, модель IBIS, которая вполне соответствует результатам моделирования транзисторной модели. причина проста. привод ECL работает в линейной области транзистора, выходная форма. по стандарту IBIS, относительная модель IBIS.

увеличение скорости передачи данных, значительно усовершенствованные дифференциалы, основанные на технологии ECL. LVDS Standard and CML, в других, Включить возможность передачи гигабайт - сигналов. из вышеизложенного следует, что, Стандарты IBIS по - прежнему применимы к проектированию гигабайт - систем из - за структуры схем и соответствующего применения дифференциальной технологии. об этом свидетельствует также ряд опубликованных документов, в которых используется модель IBIS 2..Проект 5Gbps LVDS и CML. Поскольку модель IBIS не подходит для описания активных схем, Это не относится ко многим устройствам Gbps с предварительно отягчающими схемами компенсации потерь. поэтому, в проектировании гигаграмм, модель IBIS работает эффективно, только если:
1. Дифференциальные устройства работают в области усиления (линейная кривая V-I)
2. Устройство не имеет активной схемы предыскажения.
3. В устройстве есть схема предыскажения, но она не активирована (при коротком межсоединении включение предыскажения может привести к худшим результатам)
4. устройство имеет пассивную предыдущую оттягивающую схему, но схема может быть отделена от чипа устройства. если скорость составляет 10 Гбит/с или более, выходная волна скорее синусоидальная волна, модель Spice.

Эффект потери
При увеличении частоты сигнала затухание линии электропередач нельзя игнорировать. В настоящее время необходимо использовать модели, использующие эквивалентное сопротивление тандемного провода и эквивалентную проводимость параллельной среды, требующую анализа с использованием линий передачи с потерями.

эквивалентная модель линии передачи с потерями, показанная на рис. 1. На рисунке видно, что эквивалентное последовательное сопротивление R и эквивалентная параллельная проводимость G используются для индикаторных потерь. эквивалентное последовательное сопротивление r вызвано постоянным сопротивлением и поверхностным эффектом. сопротивление постоянного тока является сопротивлением самого проводника, Это зависит от физической структуры проводника и удельного сопротивления проводника. при увеличении частоты, действие кожного эффекта. скин - эффект означает, что при прохождении высокочастотного сигнала проводником ток сигнала в проводнике сосредоточен на поверхности проводника. внутри проводника, экспоненциальное затухание плотности тока сигнала по поперечному сечению проводника, плотность тока снижается до глубины 1/оригинальный e называемый глубиной кожи. повышение частоты, Чем дальше глубина кожи, увеличение сопротивления проводника. обратное отношение глубины кожи к квадратному корню частоты.

Эквивалентную параллельную проводимость G также называют диэлектрической потерей(диэлектрические потери).низкочастотное время, эквивалентная величина воздействия с объемом и эквивалентной емкостью диэлектрика, и с интенсивностью, начало преобладания увеличения диэлектрических потерь. в настоящее время, диэлектрическая проницаемость Вообще говоря, если частота ниже 1ггц, потеря кожного эффекта играет важную роль, если частота выше 1ггц, преобладание диэлектрических потерь. диэлектрическая постоянная, угол диэлектрических потерь, проводимость проводника и частота отсечки могут быть использованы в производственном программном анализе. в процессе моделирования продуктов питания будет учитываться кожный эффект и диэлектрик в соответствии со структурой передачи линии. Если наблюдается частое затухание, устанавливается частота отсечки по ширине полосы пропускания сигнала. ширина полосы много сигналов 622MHz не сильно отличается от 2.скорости сигнала 5GHz. Кроме того, в моделях линии передачи с потерями. изменение сопротивления и проводимости по частотам.

Эффекты переходных отверстий и разъемов
Переходные отверстия передают сигнал на другую сторону платы. неуправляемое сопротивление между вертикальными металлическими частями сердца, точка перегиба от вертикального к вертикальному позвоночнику - точка остановки, рефлексы, внешний вид должен быть сведен к минимуму. Моделирование моделирования гигаграмм, учитывая необходимость открытия, требуется тип. образец сквозного соединения в виде каскадного сопротивления r, индуктивный L и параллельный конденсатор C. В соответствии с требованиями к выбору применения и ценности, можно использовать несколько сочетаний структуры RLC, можно рассматривать связь с другими проводниками. сейчас, модель через - это матрица. есть две хорошие модели получения через, например, TDR, а другой может быть извлечен с помощью экстрактора 3D-поля (Полевой решатель) в соответствии с физической структурой переходного отверстия. Параметры основания модели материалов с печатной платой, укладка, толстый, прокладка/величина нагрузки, и как соединяются провода. в программе имитации можно установить различные параметры по требованию потребности, обеспечить обеспечение будет извлекать модели сквозных открытий по соответствующим алгоритмам и учитывать их влияние на стимулирование.

при проектировании системы гигаграммных печатных плат особое внимание следует выкладке влиянию разъема. В настоящее время развитие технологий высокоскоростных соединений может сопровождаться непрерывностью процессов передачи сигналов, сопротивлений и пластов. имитационный анализ разъема в проектировании в основном используется для многолинейных моделей. многолинейная модель соединителя - модель, полученная с учетом индуктивности и ёмкостной связи между ногами в трехмерном пространстве. многолинейная модель разъема обычно использует трехмерный экстрактор поля для приема матрицы RLGC, обычно используется модель Spice. модели строения конструкции, для извлечения и моделирования вероятности многовременности. в программе SpecictraQuest, модель разъема Spice может быть отредактирована как модель Espice, можно указать устройство или прямой вызов, а также можно изменить модель пакета в формате DML и передать ее на устройство.

Особенности дифференциальной сигнализации и маршрутизации
Дифференциальный сигнал имеет преимущества сильной защиты от помех и высокой скорости передачи. передачи сигналов, она могла бы лучше уменьшить влияние интерференции и электромагнитных помех. его формы соединения включают боковую и исключают соединение, свободную связь и компактную связь. верхняя и нижняя муфта, преимущество пограничной связи в уменьшении шума, удобное соединение, простота обработки. верхняя и нижняя связь более часто используют панель PCB с высокой плотностью ткани. по сравнению со свободной связью, тесная связь имеет стабильную помехоустойчивость, может уменьшить помехи, свободная связь может лучше контролировать стабильность различий траекторных сопротивлений. Появление правил дифференциальной маршрутизации должно учитывать влияние устойчивости сопротивлений, потери, взаимозаменяемых помех и последующих особенностей в структуре. Результаты моделирования с использованием диафрагмы. эмулятор программного обеспечения может установить случайный серийный код, а также может ввести параметры исключения и исключения для анализа их исследования на глазной карте.

Распределение питания и электромагнитная совместимость
Увеличение скорости передачи данных, наблюдаемый с ускорением краевой скорости, необходимо соблюдение устойчивости питания на более высоких частотах. Высокоскоростная система может через переходный ток 10А, и требуется 50 МВт энергии, Это означает, что сопротивление цепей должно быть отключено в пределах 5 м. например, время нарастания сигнала меньше 0,5нс. диапазон частот 1,0 ГГц. При проектировании гигаграмм необходимо исключить помехи шума синхронизации (ШСН) и обеспечить низкий импеданс системы распределения электроэнергии в полосе пропускания. обычно, на высокой частоте, развязывающий конденсатор, на высокой частоте, особое внимание уделяется распределению мощности и коллекторных пластов. На рисунке 4 показана частота явления на изменение импеданса, наличие развязывающих конденсаторов и конденсаторов без развязки в измерении мощности и в различении отражения.

обеспечение безопасности SpecictraQuest позволяет анализировать синхронные шумы на солнечной упаковке. Программное обеспечение Power Integrity (PI) использует частотную область для анализа системы распределения электроэнергии, что позволяет точно определить количество и распределение развязывающих конденсаторов, влияние питания и коллектора. выбор и размещение конденсаторов развязкой инженером, маршрутизацией, анализом распределения плоскостей мира.

эмк - электромагнитная совместимость, возникающие в связи с этим проблемы включают чрезмерную электромагнитную радиацию и чувствительность к электромагнитному излучению. основной причиной этого является высокая частота работы цепи, неразумное размещение и соединение. сейчас, программное обеспечение для моделирования EMC, Но электромагнитная совместимость может быть вызвана многими электромагнитными причинами. трудно установить аналоговые и граничные условия, это непосредственно повлияет на точность и практичность имитационных результатов. обычная практика заключается в том, чтобы применять правила проектирования для управления EMC в каждом этапе проектирования., внедрение правил и управления в различных звеньях проектирования, после испытания и проверки проекта, Новые правила могут быть разработаны и применены к новым печатных плат дизайн.