PCB Blogu - Cadence tabanlı yüksek hızlı PCB tahtası tasarımı

1. The introduction
The correspondingyüksek hızlı PCB tahtası daha büyük ve daha geniş, tasarım daha ve daha karmaşık. İletişim talebinin arttığı, sinyal iletişimi ve işleme hızlı ve hızlı geliyor.. Yüksek hızlı devre iki anlamı var: ilk, yüksek frekans. Genelde dijital devre frekansı 45MHz'e 50MHz'e ulaştığına veya daha fazladığına inanılır., ve bu frekanslarda çalışan devre tüm sistemin üçte birini hesapladı., bu yüzdenyüksek hızlı devre. Ayrıca, sinyalin yükselmesini ve düşüşüşünü düşünerek, sinyalin yükselmesi 6 kat daha az olduğu zaman, sinyal,yüksek hızlı sinyal, sinyalin özel frekansı ile ilgisi yok..

2. Temel içeriğiyüksek hızlı PCB tahtasıdesign
High-speed circuit design in the modern circuit design of the proportion is more and more large, tasarım daha ve daha zordur., çözümün sadece ihtiyacı olmadığıyüksek hızlı aygıtlar, Ama tasarımcının bilgeliğine ve dikkatli çalışmalarına ihtiyacı var., özel durumları dikkatli incelemek ve analiz etmek zorundadır., varlıkları çözmek içinyüksek hızlı devre sorunları. Genelde konuşuyor., tasarım genellikle üç tarafı içeriyor: sinyal bütünlük tasarımı, elektromagnyetik uyum tasarımı, güç bütünlüğü tasarımı.

2.1 Signal İçeritegrity design

Signal integrity refers to the quality of the signal on the signal line. İyi sinyal integritesi olan sinyal, gerektiğinde ulaşabilmek için gerekli voltaj seviyesi değerlerinin olduğu anlamına gelir.. Zavallı sinyal bütünlüğü bir faktör tarafından sebep değil., ama tahta seviyesi tasarımında faktörler birleştirerek. Özellikle hızlı devre içinde, kullanılan çip değiştirme hızı çok hızlı., terminal komponentlerinin ayarlaması mantıklı değil, devre arası bağlantısı mantıklı değil ve bu yüzden sinyal bütünlük sorununa sebep olacak. Çoğunlukla karışık konuşmaları, reflection, İndirme ve aşağılık, oscillation, sinyal gecikme, etc......

2.1.1 Crosstalk (crosstalk)
Crosstalk is the unnecessary coupling between two adjacent signal lines. Sinyal çizgileri arasındaki karşılaştırma ve tolerans hatta sesi sebep ediyor.. Bu yüzden..., ve kapasitetli karşılaştırma konuşmasına bölünmüştür., bu yüzden karşılık ve birleştirilmiş voltaj. Sinyalin sınır hızı 1ns altında olduğunda, karşılaştırma konuşması düşünmeli.. Eğer sinyal çizgisinden sinyal akışını değiştirirse, alternatif manyetik alanı oluşturur, ve manyetik alandaki yakın sinyal çizgi sinyal voltasyonu etkileyecek. Parametrler genel PCB tahtası layer, sinyal çizgilerin arasındaki mesafe, sürücü sonun elektrik özellikleri ve alıcı sonun, and the connection mode of signal line all have certain influence on crosstalk. Cadence sinyal simülasyon aracı, Altı sinyal çizgileri aynı anda karışık konuşmadan sonra simüle edilebilir.. Ayarlanabilecek tarama parametreleri: dielektrik constant of PCB tahtası, Orta kalınlığı, Atılmış bakıcının kalıntısı, Sinyal çizginin uzunluğu ve genişliği, Sinyal çizginin boşluğu. Simülasyonda, zararlı sinyal çizgisini belirtmek, Bu,, bu hatta başka bir sinyal çizginin araştırmasını sorgulamak için, ve heyecanları sürekli yüksek veya sürekli düşük olarak, bu sinyal çizgisinin diğer sinyal çizgilerinin toplamı ölçülebilir., bu yüzden uzay ve paralel uzunluğun gerekçelerine uygulaması için.

2.1.2 Reflex (reflection)
Reflection is the echo of a signal along a transmission line, ışık kesici bir ortamdan geçtiğini ve enerjisinin bir kısmı geri döndüğünü biliyoruz.. Bu noktada, sinyal gücü yüke gönderilmez, bazıları. Biryüksek hızlı PCB, televizyon yayım hatıyla eşit olmalı.. Transfer çizgi teorisine göre, Eğer kaynağı ve yükü aynı impedans ediyorsa,, yansıtmak gerçekleşmeyecek.. İki nedenler arasındaki impedans'ın uygunsuzluğu, Ve yük voltajın bir parçasını kaynağa geri döndürüyor.. Yükselmiş voltaj pozitif veya negatif olabilir., yük impedansı ve kaynak impedansı arasındaki ilişkilerin büyüklüğüne bağlı.. Eğer yansıtılmış sinyal güçlü ve orijinal sinyale yükselirse, muhtemelen mantıklı durumu değiştirmesi, veri hatalarını alıp. Eğer saat sinyali monotonik boyunca saat olabilir, Sonra yanlış tetiği. General wiring geometri, yanlış kablo sonlandırmaları, bağlantılarla iletişim, ve güç uçağındaki sonsuzluğun tüm bunları. Ayrıca, sık sık birçok alıcıyla, ve sonra farklı düzenleme stratejileri tarafından oluşturduğu yansıma her alıcı üzerinde farklı etkiler var., so the wiring strategy is also a factor that can not be ignored.

2.1.3 Overshoot and undershoot

Overshoot is a signal jump caused by too fast circuit switching and the reflection mentioned above, Bu,, sinyal en yüksekliğin seti voltajının en yüksekliğinden veya vadinin değerinden. A şağıdaki bölüm bir sonraki bölüm ya da en yüksek bölüm.. Çok fazla aşağılık koruma diodunu çalıştırabilir., ilk başarısızlığına, ve cihazın ciddi hasarı. Önemli düşürmeler sıkıcı saat veya veri hatalarının sebebi olabilir., uygun sonuç noktaları ekleyerek düşürülebilir veya yok edilebilir.

2.1.4 Oscillations and Pawnchess
The phenomenon of oscillation is the repeated occurrence of overshot and downshot, Sinyal oscilasyon ve çevre oscilasyon alınan sonun ve iletişim çizgisinin arasındaki imkansız eşleşme ve kaynak sonu çizgisindeki fazla etkilenme ve kapasite nedeniyle nedeniyor., genellikle mantıklı seviye sınıfının yakınlarında, Mantık seviye sınırını birçok kez geçerken mantık bozukluğuna yol açar.. Oscilasyon ve çevresel oscilasyon, yansımalar gibi bir çok faktör tarafından neden oluyor., ve oscillations uygun sonlandırma veya değiştirme parametreleri ile düşürülebilir, ama tamamen yok edilemez. Cadence'in sinyal simülasyon yazılımında, Yukarıdaki sinyal bütünlük sorunları refleks parametrelerinde ölçülüyor. IBIS modelinde sürücü aygıtı ve depo alıyor, sadece farklı iletişim hattı impedance parametrelerini ayarlamamız gerekiyor., dirençlik, sinyal aktarım hızı veya strip çizgi ve mikrostrip çizgi, simülasyon aracı dalga formunu ve uygun verileri kullanarak doğrudan hesaplanır, böylece eşleşen iletişim hattı impedance değerini bulabilirsiniz, dirençlik, sinyal aktarma hızı, Doğrudan PCB tahtası Yazılım Allegro, the width of the corresponding signal line in each layer can be obtained according to the corresponding transmission line impedance value and signal transmission rate (the order and parameters of lamination need to be set in advance). Saldırı eşleşmesi için birçok yol var., including source end - to - end and parallel end - to - end, etc. Yönlendirme stratejisinde farklı yolları da seçebilir: chrysanthemum, Yıldız, Özel, Her yöntemde avantajları ve rahatsızlıkları var., farklı devre simülasyonu sonuçlarına göre.

2.1.5 Signal Delay
The circuit can only receive data in accordance with the specified time sequence, Çok uzun sinyal geçirmesi zamanlama ve fonksiyonun karıştırılmasına sebep olabilir, in a low-speed system will not be a problem, ama sinyal sınır hızı artıyor, saat hızı artıyor., aygıtlar ve eşitleme zamanı arasındaki iletişim zamanı kısayılacak. Sürücü fazla yüklenecek ve uzun sürücü geciktirilecek.. Bütün kapı gecikmeleri kısa ve kısa zaman budžetlerinde bulunmalıdır., Ayarlama zamanı dahil, hold time, çizgi gecikme ve defleksyon. Çünkü transmis çizgisindeki ekvivalent kapasitet ve induktans sinyalin dijital değiştirmesini geciktirir., yansıtmadan neden olan oscilasyon rüzgarıyla birlikte, veri sinyali, alacak aygıt tarafından gereken zamana uygulamaz., yanlışlıkları alıp. Cadence sinyal simülasyon yazılımında, sinyal gecikme aynı zamanda refleks altı parametrelerinde ölçülüyor, Settledelay, Comment. İlk iki parametre IBIS model kütüphanesinde test yükü ile bağlantılı.. Bu iki parametre sürücü ve alıcı aygıtlarının kullanıcı el parametreleri tarafından belirlenebilir. Simüle ayarlama ve Switchdelay ile karşılaştırılabilir.. Eğer Yavaş modunda alınan değiştirme değerleri hesaplanmış değerinden daha küçük olursa, and the Switchdelay values obtained in Fast mode are all larger than the calculated value, Gerçekten ihtiyacımız olan iki cihaz arasındaki Propdelay menzili. Özel bir aygıt yerleştirme sırasında, eğer aygıt uygun bir pozisyonda değilse, Mevcut gecikme tablosunun bir parçası kırmızı gösterecek, pozisyon doğrudan ayarlandığında mavi dönüşecek., aygıtlar arasındaki gecikme belirtilen Propdelay menziline ulaştığını gösteriyor..

2.2 Design for Electro Magnetic Compatibility
Electromagnetic compatibility includes electromagnetic interference and electromagnetic tolerance, Bu,, elektromagnet radyasyonuna aşırı elektromagnet radyasyonu ve duyarlığı. İki çeşit elektromagnet araştırmaları var: davranış araştırmaları ve radyasyon araştırmaları. İşleştirilmiş araştırmalar, bir elektrik ağdan sinyal sürüşünü başka bir elektrik ağ tarafından kullanıcı ortamlar üzerinden ağın şeklinde gösteriyor.. In PCB tahtası, genellikle yeryüzü sesi ve güç sesi olarak görünüyor,. Radyasyon araştırmaları, bir sinyal başka bir elektrik a ğına etkileyen elektromagnet dalgaların formunda yayıldığında. Şimdi deyüksek hızlı PCB tahtası and system, yüksek frekans sinyal çizgi, Chip pins, bağlantılar ve belki de May ıs, anten özellikleriyle radyasyon araştırma kaynağı. EMC tasarımın önemlisine göre, dört seviye bölünebilir: cihaz ve PCB seviye tasarımı, yerleştirme sistemi tasarımı, sistem tasarımı ve filtreleme tasarımı korumak. Aralarında, ilk ikisi önemlidir., aygıt ve PCB tahtası level design mainly includes the selection of active devices, devre tahtası, düzenleme ve düzenleme, etc. Yerleştirme sisteminin tasarımı genellikle yerleştirme modunu içeriyor., toprak impedance kontrolü, Yer dönüşü ve koruması katı yerleştirmesi. Cadence simülasyon aracı, Elektromagnetik araştırmalarının simülasyon parametreleri X'de ayarlanabilir, Y, Uzaklığın Z yöntemi, frekans menzili, tasarım verilmesi, standartlara uyma, etc. Bu simülasyon son simülasyona ait., en önemli olarak dizayn taleplerinin uyumlu olup olmadığını kontrol etmek, therefore, ilk çalışmalarda, elektromagnetik araştırmaların teorisine göre de tasarlamamız gerekiyor., Her dizaynın bağlantısına uygulanan elektromanyetik araştırma kurallarını kontrol etmek., her bağlantıda kural sürücünü ve kontrolünü.

2.3 Power integrity design
Inyüksek hızlı devreler, power supply and ground integrity is also a very important factor, çünkü güç teslimatı bütünlüğü ve sinyal bütünlüğü yaklaşık. Çoğu durumda, the main cause of signal distortion is the power supply system. Örneğin, toprak yeniden yükselmesi gürültüsü çok büyük., Kapacitörünü bağlama tasarımı uygunsuz., çoklu enerji temsili veya yerel uçak bölümü iyi değildir., stratum tasarımı mantıklı değil., Ağımdaki dağıtım eşit değildir, güç sağlama bütünlüğü sorunlarını getirecek., sinyal bozukluğuna ve sinyal bütünlüğüne etkileyip. Problemi çözmek için en önemli fikir enerji dağıtım sistemini belirlemek., Büyük boyutlu devre tahtasını birkaç küçük boyutlu tahtalara bölmek için, Toprak Sıçrama Sesine dayanılma kapasitesini belirlemek için, ve bütün PCB tahtası. Çalışmak için büyük akışlar var., aynı zamanda a çılmış büyük miktarda çip çıkış gibi, Plak uça ğının enerji kaynağından daha fazla geçici bir akışı olacak., Çip paketleri, dirençliği ve güç uçağının etkisi güç sağlamasını sağlayacak., gerçek yeryüzünde uçak voltaj fluksiyonları ve değişikliklerinde üretilmeyecek., Ses hareketin diğer parçalarını etkileyecek. Tasarımda, yük kapasitesini azaltıyor, yük direksiyonu arttırmak, Yer etkinliğini azaltmak ve aynı zamanda değiştirme sayısını azaltmak, yer elastiğini azaltır.. Geoelektrik uçak bölümünden dolayı, Örneğin, stratum dijital topraklara bölünmüştür., analog toprak, korunan yer, etc., dijital sinyal analog zemin bölgesine giderken, Yer uçağı arka akış sesi oluşturulacak. Aynı zamanda, seçilen cihaza bağlı, elektrik teslimatı katmanı birçok farklı voltaj katmanına bölüştürebilir, Bu yüzden toprak sıçraması ve arka akış sesi özel dikkatine ihtiyaç duyuyor.. Elektrik dağıtım sisteminin seçimi ve kapasitörünü çözürme güç sağlamlığı tasarımında çok önemlidir.. Genelde, keep the impedance between the power supply system (power supply and ground plane) as low as possible. Belirtilen voltaj ve şu anda değişiklikler arasından başarmak istediğimiz hedef impedance'i belirleyebiliriz., and then adjust the relevant factors in the circuit to make the impedance of each part of the power supply system and the target impedance. Çıkarma kapasitörü için, kapasitörün parasitik parametrelerini, Çıkarma kapasitesinin sayısını, her kapasitörün ve özel yerinin kapasitesini sayıyla hesaplayın, mümkün olduğunca, 1'den daha az. Cadence simülasyon araçlarında, yerleştirme sıçraması benzer değiştirme sesi denir. Simülasyonda, Parazitik inceleme, elektrik sağlığı ve parazit etkisi arasındaki kapasitet ve dirençlik, Aygıt paketinin kapasitesi ve dirençliği hesaplanıyor., ve sonuçlar gerçek durumlara daha uyumlu. Ayrıca, according to the circuit type and working frequency used by the system, İstediğin parametreleri ayarladıktan sonra, uygun kapasitet boyutu ve yerleştirme pozisyonu hesaplanabilir, ve düşük impedans ile yerleştirme döngüsü, enerji teslimatının bütünlüğünü çözmek için tasarlanılabilir. PCB tahtası.