إذا كنت في هذا العصر الذكي ، في هذا المجال ، تريد الحصول على مهارة في FPGA ، فإن العالم سيتخلى عنك ، وسوف يتخلى عنك The Times.

اعتبارات لنظام السرعة العالية PCB design related to serdes applications are as follows:

(1) سلك Microstrip و Stripline.

خطوط Microstrip هي أسلاك فوق طبقة الإشارة الخارجية لمستوى مرجعي (GND أو Vcc) مفصولة بوسائط كهربائية لتقليل التأخير ؛ يتم توجيه أسلاك الشريط في طبقة الإشارة الداخلية بين المستويين المرجعيين (GND أو Vcc) للحصول على تفاعل سعوي أكبر وتحكم أسهل في الممانعة وإشارة أنظف ، كما هو موضح في الشكل.

يعد خط Microstrip وخط الشريط أفضل بالنسبة للأسلاك

(2) أسلاك إشارة تفاضلية عالية السرعة.

تتضمن طرق الأسلاك الشائعة لزوج الإشارات التفاضلية عالية السرعة شريطًا دقيقًا مزدوج الحواف (الطبقة العلوية) ، وخط الشريط المقترن بالحافة (طبقة إشارة مدمجة ، ومناسبة لزوج الإشارات التفاضلية عالية السرعة SERDES) وشريط دقيق متقارب واسع النطاق ، كما هو موضح في الشكل.

الأسلاك زوج إشارة تفاضلية عالية السرعة

(3) تجاوز السعة (BypassCapacitor).

Bypass capacitor is a small capacitor with very low series impedance, which is mainly used to filter high frequency interference in high speed conversion signals. هناك ثلاثة أنواع من المكثفات الالتفافية المطبقة بشكل أساسي في نظام FPGA: نظام عالي السرعة (100 ميجا هرتز ~ 1 جيجا هرتز) تتراوح المكثفات الجانبية الشائعة الاستخدام من 0.01nF إلى 10nF ، موزعة بشكل عام في حدود 1 سم من Vcc ؛ نظام متوسط ​​السرعة (أكثر من عشرة ميجاهرتز 100 ميجاهرتز) ، نطاق مكثف التجاوز المشترك هو 47nF إلى 100nF tantalum مكثف ، بشكل عام في حدود 3 سم من Vcc ؛ نظام منخفض السرعة (أقل من 10 ميجا هرتز) ، نطاق مكثف الالتفاف الشائع الاستخدام هو 470nF إلى 3300nF مكثف ، التخطيط على PCB مجاني نسبيًا.

(4) السعة الأمثل للأسلاك.

Capacitor wiring can follow the following design guidelines, as shown.

الأسلاك المثلى بالسعة

Capacitive pin pads are connected using large size through holes (Via) to reduce coupling reactance.

Use a short, wide wire to connect the pad of the capacitor pin to the hole, or directly connect the pad of the capacitor pin to the hole.

LESR capacitors (Low Effective Series Resistance) were used.

يجب توصيل كل دبوس أو ثقب GND بالمستوى الأرضي.

(5) النقاط الرئيسية لأسلاك ساعة النظام عالية السرعة.

تجنب المتعرجة المتعرجة وساعات الطريق مستقيمة قدر الإمكان.

حاول التوجيه في طبقة إشارة واحدة.

لا تستخدم الثقوب من خلال قدر الإمكان ، حيث ستؤدي الثقوب البينية إلى انعكاس قوي وعدم تطابق المعاوقة.

استخدم أسلاك microstrip في الطبقة العليا قدر الإمكان لتجنب استخدام الثقوب وتقليل تأخير الإشارة.

ضع مستوى الأرض بالقرب من طبقة إشارة الساعة قدر الإمكان لتقليل الضوضاء والتداخل. في حالة استخدام طبقة إشارة داخلية ، يمكن وضع طبقة إشارة الساعة بين طائرتين أرضيتين لتقليل الضوضاء والتداخل. تقصير تأخير الإشارة.

يجب أن تكون إشارة الساعة متطابقة بشكل صحيح مع الممانعة.

(6) المسائل التي تحتاج إلى اهتمام في نظام التوصيل والأسلاك عالي السرعة.

Note the impedance matching of the differential signal.

لاحظ عرض خط الإشارة التفاضلية بحيث يمكنه تحمل 20٪ من وقت ارتفاع أو هبوط الإشارة.

باستخدام الموصلات المناسبة ، يجب أن يتوافق التردد المقدر للموصل مع أعلى تردد للتصميم.

يجب استخدام أداة التوصيل بين الطرفين قدر الإمكان لتجنب اقتران الزوجين العريضين ، ويجب استخدام قاعدة كسور 3S لتجنب الإفراط في الاقتران أو الكلمات المتقاطعة.

(7) ملاحظات حول تصفية الضوضاء للأنظمة عالية السرعة.

قلل تداخل التردد المنخفض (أقل من 1 كيلو هرتز) الناجم عن ضوضاء مصدر الطاقة ، وأضف دائرة حماية أو ترشيح عند كل طرف وصول لمصدر الطاقة.

أضف مرشح مكثف كهربائيًا 100F في كل مكان يدخل فيه مصدر الطاقة إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

لتقليل الضوضاء عالية التردد ، ضع أكبر عدد ممكن من مكثفات الفصل في كل من Vcc و GND قدر الإمكان.

ضع طائرتي Vcc و GND بالتوازي ، وافصل بينهما باستخدام عوازل كهربائية (مثل FR-4PCB) ، وقم بتخطيط مكثفات الالتفافية في طبقات أخرى.

(8) نظام عالي السرعة للارتداد الأرضي

حاول إضافة مكثف فصل لكل زوج إشارة Vcc / GND.

يتم إضافة المخزن المؤقت الخارجي إلى نهاية الإخراج لإشارات الانعكاس عالية السرعة مثل العدادات لتقليل متطلبات قدرة القيادة.

تم ضبط وضع Slow Slew (منحدر منخفض الارتفاع) لإشارات الإخراج التي لا تتطلب سرعة قاسية.

مفاعلة الحمل التحكم.

قم بتقليل إشارة تقليب الساعة ، أو وزعها بالتساوي قدر الإمكان حول الشريحة.

تكون الإشارة التي تنقلب بشكل متكرر قريبة قدر الإمكان من دبوس GND الخاص بالرقاقة.

يجب أن يتجنب تصميم دارة التوقيت المتزامن الانعكاس الفوري للإخراج.

يمكن أن يلعب تحويل مصدر الطاقة والأرض دورًا في المحاثة الكلية.