1、如何選擇PCB板材? 奫櫍D妀
選擇PCB板材必須在滿足設(shè)計(jì)需求和可量產(chǎn)性及成本中間取得平衡點(diǎn)。設(shè)計(jì)需求包含電氣和 蒿}>[+?梄
機(jī)構(gòu)這兩部分。通常在設(shè)計(jì)非常高速的PCB板子(大于GHz的頻率)時(shí)這材質(zhì)問題會(huì)比較重要。 l?遳,H€o
例如,現(xiàn)在常用的FR-4材質(zhì),在幾個(gè)GHz的頻率時(shí)的介質(zhì)損(dielectric loss)會(huì)對(duì)信號(hào)衰減 剜-?x泇
有很大的影響,可能就不合用。就電氣而言,要注意介電常數(shù)(dielectric constant)和介 癄?V*驛0
質(zhì)損在所設(shè)計(jì)的頻率是否合用。 ]Х渧yzU
2、如何避免高頻干擾? 續(xù)[濿帟
避免高頻干擾的基本思路是盡量降低高頻信號(hào)電磁場的干擾,也就是所謂的串?dāng)_ ?5 ?VO?
(Crosstalk)。可用拉大高速信號(hào)和模擬信號(hào)之間的距離,或加ground guard/shunt traces 敓o8顴蠵Z?
在模擬信號(hào)旁邊。還要注意數(shù)字地對(duì)模擬地的噪聲干擾。 託*2羄?
3、在高速設(shè)計(jì)中,如何解決信號(hào)的完整性問題? 廡厯?壇Z
信號(hào)完整性基本上是阻抗匹配的問題。而影響阻抗匹配的因素有信號(hào)源的架構(gòu)和輸出阻抗 '嫿9?7"v
(output impedance),走線的特性阻抗,負(fù)載端的特性,走線的拓樸(topology)架構(gòu)等。解 P損;迄W挵
決的方式是靠端接(termination)與調(diào)整走線的拓樸。 鵤c框9?^
4、差分布線方式是如何實(shí)現(xiàn)的? 溭n齣p?
差分對(duì)的布線有兩點(diǎn)要注意,一是兩條線的長度要盡量一樣長,另一是兩線的間距(此間距 ?仴?氰?
由差分阻抗決定)要一直保持不變,也就是要保持平行。平行的方式有兩種,一為兩條線走 倫倘傖?
在同一走線層(side-by-side),一為兩條線走在上下相鄰兩層(over-under)。一般以前者 $5,謖訖守
side-by-side實(shí)現(xiàn)的方式較多。 錐ㄖ腂\w?
5、對(duì)于只有一個(gè)輸出端的時(shí)鐘信號(hào)線,如何實(shí)現(xiàn)差分布線? 柃?sZ=欄3
要用差分布線一定是信號(hào)源和接收端也都是差分信號(hào)才有意義。所以對(duì)只有一個(gè)輸出端的時(shí) 憫醫(yī)沸瀛孇
鐘信號(hào)是無法使用差分布線的。 <y€K*3j6s!
6、接收端差分線對(duì)之間可否加一匹配電阻? #YP蚏箹?
接收端差分線對(duì)間的匹配電阻通常會(huì)加, 其值應(yīng)等于差分阻抗的值。這樣信號(hào)品質(zhì)會(huì)好 ??n壬
些。 咇勢)煰N?
7、為何差分對(duì)的布線要靠近且平行? 訡?矱+8
對(duì)差分對(duì)的布線方式應(yīng)該要適當(dāng)?shù)目拷移叫?。所謂適當(dāng)?shù)目拷且驗(yàn)檫@間距會(huì)影響到差分 `F諷愛炪v6
阻抗(differential impedance)的值, 此值是設(shè)計(jì)差分對(duì)的重要參數(shù)。需要平行也是因?yàn)橐?span id="wgu2auw" class="copyctrl" style="font-size: 0pt"> 皀Sv-摪Q?
保持差分阻抗的一致性。若兩線忽遠(yuǎn)忽近, 差分阻抗就會(huì)不一致, 就會(huì)影響信號(hào)完整性 V雷淚€u廄9
(signal integrity)及時(shí)間延遲(timing delay)。 r>eHつ恭C
8、如何處理實(shí)際布線中的一些理論沖突的問題 o?泔硝汎
1. 基本上, 將模/數(shù)地分割隔離是對(duì)的。 要注意的是信號(hào)走線盡量不要跨過有分割的地方 ?=V覻!?
(moat), 還有不要讓電源和信號(hào)的回流電流路徑(returning current path)變太大。 笅`0^A+驤?
2. 晶振是模擬的正反饋振蕩電路, 要有穩(wěn)定的振蕩信號(hào), 必須滿足loop gain與phase的規(guī) ?Ιy訁&
范, 而這模擬信號(hào)的振蕩規(guī)范很容易受到干擾, 即使加ground guard traces可能也無法完 s h {€?
全隔離干擾。 而且離的太遠(yuǎn), 地平面上的噪聲也會(huì)影響正反饋振蕩電路。 所以, 一定要將 媺SweV?lt;
晶振和芯片的距離進(jìn)可能靠近。 侼?q6U@?
3. 確實(shí)高速布線與EMI的要求有很多沖突。 但基本原則是因EMI所加的電阻電容或ferrite 溷鲺鄴?u?
bead, 不能造成信號(hào)的一些電氣特性不符合規(guī)范。 所以, 最好先用安排走線和PCB疊層的技 攕?劐?
巧來解決或減少EMI的問題, 如高速信號(hào)走內(nèi)層。 最后才用電阻電容或ferrite bead的方 l?梙 芋V?
式, 以降低對(duì)信號(hào)的傷害。 坽 'f婒碩?
9、如何解決高速信號(hào)的手工布線和自動(dòng)布線之間的矛盾? 爊}裝4o
現(xiàn)在較強(qiáng)的布線軟件的自動(dòng)布線器大部分都有設(shè)定約束條件來控制繞線方式及過孔數(shù)目。 M宜v#菱H?
各家EDA公司的繞線引擎能力和約束條件的設(shè)定項(xiàng)目有時(shí)相差甚遠(yuǎn)。 例如, 是否有足夠的約 砃尹a4甆
束條件控制蛇行線(serpentine)蜿蜒的方式, 能否控制差分對(duì)的走線間距等。 這會(huì)影響到 c?lt;[*4諳
自動(dòng)布線出來的走線方式是否能符合設(shè)計(jì)者的想法。 另外, 手動(dòng)調(diào)整布線的難易也與繞線 iq:\?-?
引擎的能力有絕對(duì)的關(guān)系。 例如, 走線的推擠能力, 過孔的推擠能力, 甚至走線對(duì)敷銅的 櫣%,y@5垖?
推擠能力等等。 所以, 選擇一個(gè)繞線引擎能力強(qiáng)的布線器, 才是解決之道。 ?€碑?
10、關(guān)于test coupon。 {G僠?耬?
test coupon是用來以TDR (Time Domain Reflectometer) 測量所生產(chǎn)的PCB板的特性阻抗是 K?u>﹕?
否滿足設(shè)計(jì)需求。 一般要控制的阻抗有單根線和差分對(duì)兩種情況。 所以, test coupon上 箳?n
的走線線寬和線距(有差分對(duì)時(shí))要與所要控制的線一樣。 最重要的是測量時(shí)接地點(diǎn)的位 d^畝 譯P
置。 為了減少接地引線(ground lead)的電感值, TDR探棒(probe)接地的地方通常非常接 吇弭3u噥?
近量信號(hào)的地方(probe tip), 所以, test coupon上量測信號(hào)的點(diǎn)跟接地點(diǎn)的距離和方式 絭Y鷺6 )o
要符合所用的探棒。 /-|佸Y_崸[
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