PCB Teknik - PCB Yazılmış Döngü Taşı Sinyal Integrity Araştırma

Eğer önceki düşük hızlı dönemde toplanmış PCB tasarımın deneyiminin imkansız görünüyorsanız, aynı PCB tasarımı daha önce hiç sorun yoktu ama normalde çalışmıyor, sonra tebrik edersiniz, en temel PCB donanım tasarımı sorunlarına karşılaştınız: sinyal integritet.

Bir gün önce tanışmanız iyi bir şey. Geçen düşük hızlı zamanda, seviye atladığında sinyal yükselmesi zamanı genelde birkaç ns'e artır. Aygıtlar arasındaki bağlantı devre fonksiyonuna etkilemiyor ve sinyal bütünlük sorunlarına ilgilenme gerek yok. Fakat bugün yüksek hızlı dönemde, IC çıkış değiştirme hızı arttırırken, birçoğu pikosekonda seviyesinde, sinyal dönemlerine rağmen, neredeyse tüm tasarımlar sinyal integritet sorunlarına karşılaştı. Ayrıca, düşük enerji tüketiminin ardınca çekirdek voltajı düşürüyor ve 1.2v çekirdek voltajı çok yaygın oldu.

Bu yüzden sistemin sesli toleransı daha küçük ve daha küçük olabilir, bu da sinyal integritet sorunu daha önemli yapar. Kesinlikle konuşurken, sinyal bütünlük devre tasarımında bağlantılar yüzünden neden olan tüm sorunları anlatıyor. Birleşik bağlantısının elektrik karakteristik parametrelerinin genellikle dijital sinyalinin voltaj ve şu anda dalga formlarıyla nasıl etkilediğini ve ürünün performansını nasıl etkilediğini öğreniyor.

Çoğunlukla zaman sıralamasında, sinyal çalınması, sinyal refleksiyonu, yakın sonun kısıtlık konuşması, uzak sonun kısıtlık konuşması, gürültü değiştirme, monotonik olmayan, yeryüzü çalınması, güç çalınması, attenuasyon, kapasitet yükü, elektromagnyetik radyasyon, elektromagnyetik etkilenmesi, etc. etkisi. ve daha çok. Sinyal bütünlük sorununun kökü sinyal yükselmesi zamanının azalmasında.

Bilgisayar topoloji değişmediyse bile, küçük bir sinyal yükselmesi zamanı kullanılırsa, mevcut tasarım kritik bir durumda olacak ya da çalışmayı durduracak.

Bunlar ortak sinyal bütünlük sorunlarıdır. Sinyal tarafından sebep olan dalga formu bozukluğu. Görünüşe göre çalıyor, yaptığınız devre tahtasını çıkarıp, saat çıkışı veya yüksek hızlı veri hattı çıkışı gibi çeşitli sinyalleri ölçüyor, bu dalga formu olup olmadığını görmek için.

Eğer öyleyse, sinyal bütünlük sorunlarını anlamanız gerekiyor, evet, bu sinyal bütünlük sorunu. Birçok donanım mühendisleri saat çıkış sinyaline küçük bir dirençli bağlayır ve neden pek çok insan anlayamayacak, birçok yetişkin tasarımların buna sahip olduğunu söyleyecekler. Belki biliyorsunuz, ama birçok insan bu küçük dirençlerin fonksiyonunu söyleyemez, üç ya da dört yıl deneyimli bir sürü donanım mühendislerinin dahil olması. Bu şaşırtıcı mı? Ama doğru, çok karşılaştım. Aslında bu küçük direnişin fonksiyonu sinyal refleksiyonun problemini çözmek. Saldırı arttığında çalıntı kaybolacak, ama artık yükselen sinyal bu kadar hızlı olmadığını göreceksiniz. Bu çözüm impedance eşleşmesi denir, O. Sağ tarafta, impedance eşleşmelerine dikkat etmeliyiz. İmparatorluk sinyal bütünlük sorununda çok önemli bir pozisyon alır. Crosstalk: Eğer yeterince dikkatli olursanız, bazen sinyal çizgisi için sinyal çıkarmak için bir fonksiyon yok, ama ölçüde, normal dalga formunun küçük bir parças ı olacak, sanki sinyal çıkış gibi. Bu noktada, onun yanındaki sinyal çizgini ölçüp benzer bir örnek olup olmadığını görebilirsiniz! Evet, eğer iki sinyal çizgi çok yakınsa, genelde yapar. Bu karışık konuşma. Elbette, kısıtlık konuşması tarafından etkilenen sinyal çizgisindeki dalga formu, yakın sinyalin dalga formuna benzemiyor, ve bunun kesinlikle açık kuralları yok, ve bunun daha fazlası ses formu. Crosstalk bugün yüksek yoğunlukta devre tahtaları için her zaman baş a ğrıs ı vardı. Küçük yönlendirme alanı yüzünden sinyaller çok yakın olmalı. Bu yüzden sadece kontrol edebilirsiniz, ama yüzüne karşı karşı koyamazsınız.

Kısaca konuşma sinyal çizgileri için, yakın sinyallerin araştırması onun sesine eşit. Çapraz konuşma miktarı devre tahtasında birçok faktörle bağlı, sadece iki sinyal çizgilerin arasındaki mesafe değil. Elbette, mesafe kontrol etmek en kolay ve karışık konuşmayı çözmek en sıradan yoldur, ama tek yol bu değil. Bu da çok PCB mühendislerinin yanlış anladığı bir şey.

İzle çöküşü: Ses sadece sinyal ağında değil, güç dağıtım sisteminde de var. Elektrik tasarımı ve yeryüzünün arasındaki yoldan geçtiğini biliyoruz. Tabii devre tahtasında her şeyi superconductor olarak çevirebilirsiniz. Sonra, şimdiki değişikliklerde, voltaj düşüşümüz olabilir, yani voltaj gerçekten çipinin güç pipine gönderildiği gibi, bazen daha fazla, voltaj aniden yıkılır. Bu da tren yıkılır. İzleme kazaları bazen ölümcül sorunlara sebep olabilir ve devre tahtasının fonksiyonuna etkileyebilir. Yüksek performanslı işlemci tarafından birleştirilen kapıların sayısı artıyor, değiştirme hızı daha hızlı artıyor ve daha kısa bir zaman içinde daha fazla değiştirme akışını tüketiyor ve toleranlı ses daha küçük ve daha küçük olur. Fakat güç sistemindeki yüksek performans işlemcilerinin zor ihtiyaçlarına ve daha düşük impedans ile elektrik dağıtım sistemini inşa etmenin zorlukları yüzünden ses kontrolü daha da zorlaştı.

Bir daha imkansız olduğunu fark edebilirsiniz ve imkansızlığı anlamak PCB sinyal integritet sorunlarını anlamanın anahtarı olabilir. I