PCB Teknik - Yüksek Hızlı DSP için PCB Anti-jamming Tasarım Teknolojisi

Son yıllarda, yeni teknoloji ve aygıtların hızlı gelişmesi ile yüksek hızlı aygıtlar daha popüler oldu ve yüksek hızlı devre dizaynı genellikle ihtiyaç duyulan bir teknoloji oldu. TI'nin DsPs chip TMS320C62xx, C64xx, C67xx seri cihazları hızlı büyüyen yüksek hızlı cihazlardan biridir. C6000 iç yapı, DsP ile uyumlu sabit nokta, yüzük nokta serisi, şu anda CPU ana frekansı 100MHz, -4i00MHz. VelociTITM'nin gelişmiş çok uzun Yapılandırma Kelimi (VLIW) mimar çekirdeği ile, paralel olarak 8 32 bit talimatı gerçekleştirebilir. Yüksek hızlı hesaplama yeteneğin in yüzünden, iletişim, elektronik karşılaşma, radar, görüntü işleme ve yüksek zeki ve hızlı işleme yetenekleri gereken diğer bölgelerde geniş olarak kullanılır.

Chip integrasyonunun arttığı derecede, çip'in daha fazla pinleri ekleniyor ve aygıtların paketlenmesi sürekli, DIP'den OSOP'a, SOP'den PQFP'e, PQFP'den BGA'ya kadar değişiyor. TMS320C6000 seri aygıtlar BGA tarafından kapsullanır. Dönüş uygulamalarında BGA kapsamülasyonu yüksek başarı hızının, düşük tamir hızının ve yüksek güveniliğinin özelliklerinde ve daha genişlikle kullanılır. Ancak BGA encapsulasyonu küfrek raster seri patlama encapsulasyonuna ait olduğu için, gelişmedeki sistemin fiziksel uygulaması, yani tahta seviyesi tasarımı, çok yüksek hızlı dijital devre tasarım tekniklerini dahil ediyor. Ses araştırması yüksek hızlı sistemlerinde önemli bir faktördür. Radyasyon ve çat ışmalar yüksek frekans devrelerinde oluşur, çalırken, yansıtma ve karışık konuşmalar hızlı sınır hızından oluşur. Eğer yüksek hızlı sinyal düzenlemesinin ve düzenlemesinin partikularını düşünmüyorsa, tasarlanmış devre tahtası doğru çalışmayacak. Bu yüzden, PCB tahta tasarımının başarısı DSP devre tasarımının sürecinde çok kritik bir parçadır.

1 Transmission hattı etkisi

1. 1 Signal Integrity

Sinyal bütünlüğü genellikle yansıtma, çalım, yeryüzü sıçrama ve karışık konuşma içeriyor. PCB masasındaki çizgiler seri ve paralel kapasite, dirençlik ve induktans yapılarına eşit olabilir. Şekil 1'de gösterilir. Seri direksiyonun tipik değeri 0,25D. /R-4). 55DJft, sıkıştırma değeri genelde çok yüksektir. Parazitik dirençliği, kapasitet ve induktans gerçek bir PCB bağlantısına eklendiğinde, bağlantıdaki son impedans karakteristik impedance zo denir.

Eğer iletişim hatının imkansızlığı alınan sonuna uymuyorsa, bu sinyalin refleksiyonu ve oscilasyonu neden olur.

PCB Yönlendirme Eğer Dönüş

Dönüştürme geometrisi, yanlış sonun bağlantıları, bağlantısı üzerinden yayılma ve güç uçağının sonsuzluğu tüm yanlışlıklara neden oluyor. Sinyal yükselmesi ve düşüşüşü boyunca şok ve aşağı şok oluşturuyor. Aygıtları kolayca zarar verebilecek bir anda yukarıda ya da sabit seviyeden aşağıda yakıştırabilirler. Sinyalin çalınması ve çevre çevresindeki oscilasyonları doğrudan uygunsuz etkinlik ve kapasitesi yüzünden. Yüzük düzgün sonlandırma ile düşürülebilir.

Dönüşte büyük bir akımlı ameliyat oluştuğunda, toprak sıçramasına sebep olur. Eğer çip ve geminin enerji uça ğından geçici bir akışı vardıysa, çip paketi ve güç uçağının arasındaki parazit etkisi ve dirençliği güç sesi yaratacak. Crosstalk iki sinyal çizgi arasındaki bir bağlantı sorunudur. Sinyal çizgileri arasındaki karşılaştırma ve karşılaştırma sonuçları çizgilerde sesi oluşturur. Yetenekli bağlantı akışını bağlamaya yol açar ve etkileyici bağlantı voltaj bağlamaya yol açar. PCB katının parametreleri, sinyal çizgileri arasındaki yer, sürücüsün ve alıcının elektrik özellikleri ve çizgilerin bağlantısı üzerinde tüm kesin etkileri vardır.

1. 2 Çözümler

Ortak sorunları çözmek için bazı önlemler gerekiyor:

Güç katmanın a ğır yönünde sınırları yok ve dönüş hattı sinyal çizgisine yakın bir impedans yolunu takip edebilir. Bu, yüksek hızlı sistemlerin metodu olabilir. Fakat elektrik katmanı çizgi katmanı yok etmez ve elektrik dağıtım yoluna dikkat etmez. Tüm sistemler sesi üretecek ve hataları yaratacak. Bu yüzden, bypass kapasiteleri tarafından uygulanan özel filtreler gerekiyor. Genelde, lshrimp'den lOp.F'e kadar güç giriş sonuna koyulur. 0.01p.F'den U0.1 merkezine kadar her aktif cihazın enerji tasarımına ve yeryüzündeki pinlerin güç tasarımı arasında yerleştiriliyor. Bypass kapasitesi, güç girişinde büyük bir kapasite (10aF) yerleştirildiği bir filtr gibi davranır, düşük frekans (60Hz) sesi tahtadan dışarıda oluşturulmuş ve tahtadaki aktif cihazlar tarafından oluşturulmuş sesi 100MHz veya daha yüksektir. Her çip arasındaki bypass kapasitesi genellikle tahtadaki güç girişinde yerleştirildiğinden çok daha küçüktür.

Bir parmağın kuralı olarak, eğer tasarınızda analog ve dijital karıştırsanız, PCB'yi analog ve dijital parçalara bölün, analog aygıtları analog parçalara, dijital aygıtları dijital parçalara ve A/D bölgelerinde dönüştürücülere. Analog ve dijital sinyaller, dijital sinyalin geri dönüşünün analog sinyal toprağına yayılmamasını sağlamak için onların alanlarında kablo edilir.

Enerji bir dönüşten diğerine taşınmasını engellemek ve ayrılması. Üç döngü bölgesi, güç katı, alt katı, komponentler ve iç güç bağlantısı, düşünmeli. Elektrik tasarımı ve yeryüzü kablo genişliğinin mümkün olduğunca genişletilmesi, yeryüzü kablosu enerji kablosundan daha genişliğini anlamına gelir. Aralarındaki ilişkisi: zemin kablosu > güç kablosu > sinyal çizgi. Genelde sinyal çizgi genişliği O.2-O.3mm, ince genişliği 0.05 "-'0.07mm, güç çizgi 1.2" -'2.5 n'Lrfl olabilir. Toprak kablosu olarak büyük bir bakra bölgesini kullanın. Bastırılmış tahtadaki kullanılmadığı yerlerle yer kablosu olarak bağla. Ya da çok katlı bir tahta oluşturulabilir, bir katta enerji temsili için ve bir katta yeryüzü kablosu için. Her integral devre çipi için 0. 01 merkezi keramik kapasitörünü ayarlayın. Eğer bastırılmış devre tahtasının alanı küçük ve kurulamazsa, her 4-10 çip bir tantalum elektrolik kapasitörü 1-10 çip ile ayarlanabilir. Bu cihazın yüksek frekans engellemesi çok küçük, impedans 500 kI-Iz-20MHz menzilinde lQ'den daha az ve sızdırma akışı çok küçük (O.5LlA altında). Çiftleme filtr kapasiteleri kapasitör liderlerini kısaltmak için, özellikle yüksek frekans engelleme kapasiteleri ile birleştirilmiş devreler üzerinde yerleştirilmeli.

Sistem 50MHz'de çalıştığında, yayılma hattı etkileri ve sinyal bütünlük sorunları oluşacak ve geleneksel ölçüler yetenekli sonuçları ulaşabilir. Sistem saat 120MHz'e ulaştığında, yüksek hızlı devre tasarım bilgilerinin kullanımını düşünmek gerekir. Yoksa geleneksel metodlara dayalı tasarlanmış PCB doğru çalışmayacak. Bu yüzden yüksek hızlı PCB devre tasarımı elektronik sistem tasarımcılarının ustalaması gereken bir tasarım teknolojisi oldu.

2 PCB Yüksek Hızlı Sinyal Dönüş Tasarım Teknolojisi

2. 1 Yüksek hızlı sinyal düzenlemesi

Çoklu katı tahtası yüksek hızlı sinyal düzenlemesi için gerekli, araştırmaları azaltmak için etkili bir yol da. Bastırılmış devre tahtasının boyutunu azaltmak için, kalkanı ayarlamak için orta katını tam kullanın, yakın yerleştirmek için, parazit etkinliğini azaltın, sinyal transmisinin uzunluğunu azaltın, sinyaller arasındaki karışık araştırmalarını azaltın ve bunların hepsi yüksek hızlı devrelerin güveniliğine faydalı. Veri gösteriyor ki dört katı panel in in sesli seviyesi, aynı materyaller Radyasyon-Resistant Elektronik ve Elektromagnetik Puls üzerinde 8. Ulusal Akademi simpozisyonu üzerinde toplanmış iki panelden 20 dB daha düşük olduğunu gösteriyor. Bu kadar daha az başlıyor. Tam doğru bir çizgi kullanarak, bir geçiş gerekiyor. 45 derecede poli çizgi veya çarpı değişikliği, yüksek hızlı sinyalleri azaltmak ve sinyallerin radyasyon ve refleksiyonunu azaltmak için kullanılabilir.

Yüksek hızlı devre aygıtları arasındaki ipleri daha kısa, daha iyi. Yüksek uzunluğu, dağıtılmış induktans ve kapasitet değeri daha büyük, yansıtma, oscilasyon ve bunlar yüksek hızlı devre sisteminde olacak. Yüksek hızlı devre aygıtları arasındaki ön katlar arasındaki daha az değişiklikler, yani daha az delikler komponent bağlantı sürecinde kullanılır. Döşeğin aracılığı, 0,5pF'nin dağıtılmış kapasitesini sağlayabileceğini tahmin ediliyor. Döşeğin ertelenmesinin önemli bir arttırılmasına sebep oldu. Yüksek hızlı devre dönüşünde, sinyal çizgilerin yakın paralel yollarından tanıtılan "karışık araştırma" ile ilgilenmelidir. Eğer paralel dağıtımdan kaçınılmazsa, araştırmaları azaltmak için paralel sinyal hatlarının arkasına "toprak" alanı koyabilir. İki yakın katlarda, çizginin yönü birbirine perpendikli olmalı.

Özellikle önemli sinyal çizgileri veya yerel birimleri için yeryüzü çizgileri kapatın. Korunan temel çizgiler, saat sinyalleri, yüksek hızlı analog sinyalleri, etc. gibi engellenmeyen sinyaller periferiye eklenebilir ve korunacak sinyal kabloları ortasında çarpılıyor. Tüm tür sinyal yolları döngüleri oluşturamaz ve yerel kablolar şu anda döngüleri oluşturamaz. Eğer bir döngü dönüştürme devresi oluşturursa, sistemde bir sürü araştırma sebebi olabilir. Krisanthemum* zincir dönüşünün kullanımı dönüşünde etkili olarak uzaklaştırılabilir. Her IC bloğunun yakınlarında bir ya da daha yüksek frekans çözümleme kapasiteleri ayarlamalı. Analog ve dijital zemin çizgileri halk zemin çizgilerine bağlandığında yüksek frekans boğulması kullanılır. Bazı yüksek hızlı sinyal çizgileri özellikle yönetmelidir: farklı sinyaller aynı katta olmalarını ve paralel çizgilere yakın olmalarını isterler ve farklı sinyal çizgiler arasında sinyal girmesine izin verilmez ve eşit uzunluğu gerekiyor.

Yüksek hızlı sinyal düzenlemesi mümkün olduğunca ayrılmaktan ve biçimlenmekten kaçınmalıdır. Yüksek frekans sinyal çizgileri yüzeyde yürürken büyük elektromagnetik radyasyon üretilmesi üzere yakındır. Elektrik tasarımı ve kablo arasındaki yüksek frekans sinyal çizgilerini yönlendirerek elektromagnet dalgasını elektrik tasarımıyla ve alt katı üzerinden sarılarak üretilen radyasyon çok azaltılacak.

2. 2 Yüksek Hızlı Saat Sinyali Silici

Saat devreleri dijital devrelerde önemli bir rol oynuyor. C64xDSP C6000 platformun üyesidir ve yüksek işleme hızı vardır. C64xDSP'nin yüksek hızlı saati 1.1GHz'e ulaşabilir, bu da önceki C62xDSP'den daha yüksek IO çarpı. Bu yüzden, saat düzenleme ihtiyaçları DSP'ye dayanan modern elektronik sistemlerin gelecekte uygulama tasarımında daha yüksek olacak. Yüksek hızlı saat sinyal çizgi önceliği genellikle, yönlendiğinde, sistemin ana saat sinyal çizgisine öncelik vermek gerekiyor. Yüksek hızlı saat sinyal çizgisinin yüksek frekans vardır. Bu çizginin sinyal bozulmasını sağlamak için en kısa sürece kısa olmasını gerekiyor.

Yüksek frekans saati, özellikle gürültü araştırmalarına hassas. Yüksek frekans saat sinyal hatlarını korumak ve araştırmaları azaltmak için korumak zorundadır.

Yüksek frekans saatleri (20MHz'in üstündeki saatleri, ya da 5'den az yükseldiği saatleri) en az 10 rail genişliği ve en azından 20 mil boyunca toprak kabli sürücüsü olmalı. Yüksek frekans sinyal çizgisinin korumalı yeryüzü kablosu, yeryüzünden delikler arasından iyi bağlantılı olmalı ve yeryüzünde her 5em gibi bağlantılı olmalı. Yeryüzü kablosu escort ve veri çizgisinin basitçe aynı uzunluğu, el kablosu çekme öneriliyor; Saat gönderme tarafı seride 22-220Q'in lanet direniyle bağlı olmalı. Yüksek hızlı saat sinyali rotasyonu aynı katta mümkün olduğunca kadar tasarlanmıştır. Diğer rahatsız kaynaklar ve yüksek hızlı saat sinyal çizgisinin etrafında dolaşılması yok. Yıldız bağlantısı ya da nokta-nokta bağlantısı yüksek frekans saat bağlantısı için tavsiye edilir. T bağlantısı eşit kol uzunluğunu sağlamalı, aşırı L'leri azaltmalı ve kristal oscillatörü veya saat çipi altında uygulamalı. Bu çizgiler tarafından sebep olan sinyal sesinden müdahale etmekten kaçın.

Yüksek hızlı sinyal düzenlemesi ve yüksek hızlı saat sinyal düzenlemesi içinde, sürücük, sinyal refleksiyonu ve geçirmesini sağlamak için LL ve daha az bölüm çalması gerekiyor. Yüksek hızlı PCB'deki delikten ve çöpüsünün etkisi sadece sinyal etkisinde etkilenmiyor, konduktör impedance değişiminin de etkilenmiyor. Ancak, impedans üzerindeki delikler ve çöplüklerin etkisi sık sık tasarımcılar tarafından uzaklaştırılır.

Döşeğin mantıklı bir boyutunu seçmek için. Örneğin, 4-10 katı ile PCB tasarımları için ortak seçimler 10 mil/20mil (drilling/bonding pad) veya 16 mil/30mil. Yüksek yoğunlukla küçük PCB için 8 mil/18mil delik de kullanılabilir. Güç ya da zemin kabloları için impedans düşürmek için büyük bir boyutlu kullanmayı düşünün. Elektrik tasarımı ve yerleri deliklere yaklaştırın. Çukurlar ve delikler arasındaki ilk kısa sürece daha iyi. Aynı zamanda, güç sağlamının ve toprakların, impedansını azaltmak için en çok kalın olmalı.

Yüksek yoğunlukta sistem seviyesi çipleri BGA veya COB'de kapsullanır ve pin boşluğu günlük azalır. Topun boşluğu, O.6 mm kadar düşük ve düşürmeye devam edecek, encapsulator'ın sinyal kabloları geleneksel yönlendirme araçlarıyla çizimi imkansız hale getirecek. Şimdilik bu sorunu Radyasyon-Resistant Elektronik ve Elektromagnetik Puls (249) 8. Ulusal Akademi Simpozisyonu'nda çözmek için iki yol var: (1) Topun altındaki delikten aşağı katından sinyal çizgisini çiz; (2) Çok ince ve özgür a çı düzenlemesini kullanarak sferik gri alanında bir ön kanal bulun. BGA veya COB paketlenen yüksek yoğunluk aygıtları için, çok küçük bir genişlik ve uzay ile uçan tek hayatılı seçeneğidir. Sadece bu şekilde yüksek yiyecek ve güvenilir garanti edilebilir ve yüksek hızlı tasarım gerekçelerini uygulayabilir.

2.3 BGA kapsullanmış bağlama şifresinin tasarımı

Aygıt paketleme teknolojisinin geliştirilmesiyle, aygıt paketlemesinin relativ ölçüsü daha küçük ve daha küçük olacak. TMS320C6000 seri aygıtları 352 pine kadar yükseldi, çünkü BGA ayakları yakın bir yere uzandı ve delikler kalıntılara yakın, böylece büyük bir etkinlik oluşturabilir. Yüksek hızlı sinyaller de yararlı. BGA yayıldığında küçük delikler kullanmaya çalışın. BGA patının boyutluğu ve BGA ayak boşluğu arasında uyuşturucu bir ilişki var, fakat BGA pin topunun elmesinden daha büyük olamaz, genellikle 1/10~l/5'inde. BGA patının yanında soluklar ve komponenlerin yüzeyindeki patlaması yeşil yağl a bağlanması gerekiyor. BGA karıştırması için, çevredeki 2 dönemde başka bir parçası ortaya çıkamaz.

Sonuç

Dijital sinyal işlemcisi sinyal işlemcisidir. Yüksek frekans aygıtlarının popülerliğiyle, basılı devre tahtasının yoğunluğu artıyor, araştırmaları artıyor ve sinyal kalitesinin geliştirilmesi tasarımın en yüksek pozisyonuna koyulmuş. PCB hızlı DSP'lerin tasarımı çok karmaşık bir süreç. Birbirlerine uyuşturucu hızlı devrelerin tasarımında birkaç faktör düşünmeli. Eğer yüksek hızlı aygıtlar birbirlerine yakın yerleştirilirse, gecikme düşürülebilir, fakat karşılaştırma ve önemli sıcak etkiler olabilir. Ayrıca yüksek hızlı sinyaller iç katında mümkün olduğunca bağlanılması ve daha az delikler yumruklanması gerektiğine dair bir tersi. Bu yüzden tasarımda, bütün favori faktörleri hesaplamamız gerekiyor.

Sadece bu şekilde yüksek kaliteli PCB devre tahtası güçlü karıştırma yeteneği, stabil performansı ve yüksek gerçek zamanlı performansı tasarlanır.