PCB Teknik - Yüksek hızlı PCB tasarımında sinyal integritesinin hızlı pozisyonu

Yüksek hızlı PCB tasarımında, sinyal integritet sorunlarını bulma geleneksel yöntemi, problemi bulmadan önce gerçekleri yakalamak için donanım tetikleyicilerini kullanmak ve/veya derin alış depolama tekniklerini kullanmak.

Yüksek performans devre sistemlerinin hızlığını ve karmaşıklığını arttırdığında sinyal integritet sorunlarını bulmak için oscilloskopların sınırları yavaşça ortaya çıktı. Yeni olay yeri teknolojisinin acil durumu ile bu durum çok geliştirilecek.

Sonunda, bu güçlü olay yeri sistemi PCB tasarımlarına hızlı ve kolayca sinyal integritet sorunlarını tespit edecek.

Sinyal integritet sorunları için geleneksel yer yöntemi

Gelişmiş donanım tetikleyici/derin alış depolama yöntemi sinyal integritet sorunlarını bulmak için iki avantajı var. İlk olarak, donanım tetikleyicileri bağlı olayları kilitlemek için kullanıldığında ölüm zamanı yok. Donanım tetikleyici sistemi hedef olayını buluna kadar oscilloskop alma sistemini sürekli çalıştırır. Hedef olayını kilitlendikten sonra, donanım tetikleyici devre oscilloskop'un veri almasını tamamlamak için tetikleyecek ve olayı ekran merkezinde gösterecek.

Bu metod gerçekten uygun. İkinci olarak, derin alıştırma ve depolama teknolojisini kullanarak, kullanıcı hedef sistemi tarafından karşılaştığı sinyal integritet sorunlarının türünü bilmesine gerek yok, sadece oscilloskopu maksimum depo moduna ayarlayın, tetikleyici modunu sınır tetikleyici ya da otomatik tetikleyici olarak ayarlayın ve sonra oscilloskop başlamasına izin verin. Oscilloskop hedef sistemin çalışmasının relativ uzun bir ekran görüntüsünü yakalayacak ve sonra kullanıcı problematik bir olay olup olmadığını belirlemek için verileri her zaman analiz edebilir.

Bu teknik "geniş yutma ve boğulma" tekniki olarak da bilinir. Bu metodlar tasarımları doğrulamak için oscilloskop kullanmak için çok etkili ve elektronik tasarım mühendislik toplumunda kök alıyor.

Fakat test/ölçüm endüstrisindeki yeniden gelişmiş teknolojilerle karşılaştırıldığında bu yaklaşımın çok fazla sınırları vardır.

Sinyal integritet sorunlarını bulmak için yeni bir yöntem Sinyal integritet sorunlarını bulmak için yeni yöntem olay tanıma yazılımıdır. Olay tanımlama yazılımı, oscilloskop tarafından yakalanan dalga formunu tarayabilen bir tür zeki yazılım, farklı sinyal integritet sorunlarını ya da sinyal sorunlarıyla ilgili olayları belirlemek için belirleyebilir. Bu yöntem, donanım tetikleyici yönteminin "ölüm zamanı" fonksiyonu yok çünkü önceki yakalanmış verileri işlemekte zaten "ölüm zamanı" var ve derinliklerinde "geniş kontrol" fonksiyonu alıp depo teknolojisi sağlayabilir.

Ancak olay tanımlama yazılımında bu özel avantajlar vardır, daha fazla oscilloskop kullanıcılarını çekiyor. 1. Çeşitli olayların aynı gözlemi: donanım tetikleyici metodu sadece problematik olayları tanıtır, ve donanım tetikleyici devreleri özel bir olay oluştuğunda tetikleyecek, bu da birçok olayları aynı zamanda izlemek olasılığını temel olarak siliyor. Olay tanımlama yazılımı bu sınırlardan etkilenmiyor ve yazılım aynı zamanda her kanalda ya da çoklu kanalda 5 olay taramak için programlanabilir.

Bu, sinyal integritet sorunlarının ve karmaşık ilişkili olayların menzilini yavaşça azaltmak için gereken zamanı çok azaltır. 2. Aynı olayı birçok kez nasıl oluyor anlayın: donanım tetikleyici devreleri sadece yakalama başına bir olay oluşturduğunu tanıyor. Aslında olay bir sürü kez önce veya sonra donanım tarafından ayrıldı, ama donanım tetikleyici metodu bu tekrarlanan olayları tanımayamaz. Bu olay tanıma yazılımıyla yapılabilir. Dalga formu hafızası tarafından yakalanan tüm olayları bulabilir.

Bu yüzden PCB tasarım mühendisleri sadece ilk hatayı bulamazlar, ikinci ve üçüncü hataları da bulamazlar. 3. Olay navigasyonu: Kullanıcı derin depodan uzun dalga formlarını yakaladığında, sonraki adım çok sıkıcı ve hatalı el çalışmaları, yani bu dalga formlarını yenilemek, dalga formunun her parçasını kontrol etmek ve potansiyel sinyal integritet sorunlarını belirlemek. Derin alış depolama teknolojisi 10.000 ekrandan bilgi yakalayabilir. Bütün bu bilgileri el olarak görmek zor değil. Ayrıca bu oscilloskop verilerini tek kontrolöre yüklemek ve verileri analiz etmek için özel yazılım yazmak için etkisiz ve zamanlı kullanımıdır. Olay tanımlama yazılımı hedef olayının tüm olaylarını tanıdığında, DVD oynatıcısı ile aynı mantıklı çalma kontrol tuşlarını kullanarak çoklu olaylar arasında geri ve ileri dönüştürebilir. 4. Çoklu olayları belirle: Tipik bir donanım tetikleyici sistemi 10 farklı olaylar ya da tetikleyici modları ayrılabilir. Ancak oscilloskop üreticileri için yeni donanım tetikleyici modlarının geliştirilmesi çok rahatsız edici, bir sürü geliştirme kaynakları ve pahalı IC üretim maliyeti gerekiyor. Olay tanıma yazılımını geliştirme maliyeti çok daha düşük. Şimdiki olay tanımlama yazılımı dalga formu ölçümleri ile ölçülebilecek herhangi bir olay ayrılabilir (modern oscilloscopes can perform more than 30 waveform measurements) ve yanlış sinyal terminalleri tarafından sebep olan monotonik kenarlar gibi problematik olayları da tanıyabilir.

Dalgalar fenomenlerini tetiklemek neredeyse imkansız, donanım tetikleyici devrelerini kullanarak, monotonik olmayan kenarlar gibi. 5. Özellikle tanımlama olaylarının hızı: donanım tetikleyici devreğinin hızı genellikle transistorlerin hızından etkilenir ve analog teknoloji kullanılır. En yüksek sonlu donanım tetikleyici devreleri şimdi 300ps puls genişliği (ya da puls interferensi) tetikleyici olarak ulaşabilir ve 3.25Gbps sıralama tetikleyici (seri tetikleyici) olarak ulaşabilir. Bu göstericiler çok iyi olsa da, donanım tetikleyici devrelerin hızı hâlâ bugünkü en yüksek sistemlerin 8,5Gbp'den fazla hızını tutamaz. Olay tanımlama yazılımı sadece oscilloskop örneklerinin oranından sınırlı ve basitçe dijital teknolojiyi kullanır. Sanayi yönetici oscilloskop'un 40GS'e kadar örnek oranı vardır. Yazılım olayını tanıma sistemi, donanım tetikleyici modundan daha hızlı olayları tanıyor. Yeni teknoloji 70'lik puls genişliği ile olayları izleyebilir ve sıralama arama hızı 8.5Gbps kadar yüksek olabilir.

PCB yazılım kombinasyonu bir tetikçi klasifikatörü oluşturabilir (tetikçi sıralayıcısı) ya da yazılımın kontrol etmek istediği dalga formlarını sınırlamak için donanım kullanabilir, bu yüzden etkileşimliliğini geliştirir. Olay tanımlama yazılımı geleneksel donanım tetikleyici ya da derin alış ve depo metodlarına etkileyici bir ilaç ve sinyal bütünlük sorunlarını tanımak için kullanılır. Oscilloskop'un "ölüm zamanı" sorunu yoktur demek oluyor ki olayların sıkıntısı saniye bir kez daha yüksektir (bir saniye yüksek hızlı devreler için önemli bir zaman dönemidir), olay tanımlama yazılımının yeni teknolojisi tasarımın en etkili ve fleksibil sinyal bütünlük sorunları için en etkili ve etkili aletlerinden birisi olacak.