З павелічэннем хуткасці пераключэння інтэгральнай схемы і Друкаванай платы density, Signal Integrity has become one of the issues that must be concerned in high-speed digital PCB design. The parameters of components and PCB board, the layout of components on PCB board, the wiring of high-speed Signal line and other factors, Can cause problems with signal integrity.

For PCB layouts, signal integrity requires a board layout that does not affect signal timing or voltage, while for circuit wiring, signal integrity requires termination elements, layout strategies, and wiring information. Высокая хуткасць сігналу на друкаванай плаце, няправільнае размяшчэнне канчатковых кампанентаў або няправільная разводка высакахуткасных сігналаў могуць выклікаць праблемы з цэласнасцю сігналу, што можа прывесці да таго, што сістэма будзе выводзіць няправільныя дадзеныя, схема будзе працаваць няправільна або не працаваць наогул. Як прыняць да ўвагі цэласнасць сігналу і прыняць эфектыўныя меры кантролю ў праектаванні друкаваных плат, стала гарачай тэмай у індустрыі дызайну друкаваных плат.

Signal integrity Problem Good signal integrity means that the signal can respond with the correct timing and voltage level values when required. І наадварот, калі сігнал не рэагуе належным чынам, узнікае праблема цэласнасці сігналу. Праблемы цэласнасці сігналу могуць прывесці або непасрэдна прывесці да скажэння сігналу, памылак часу, няправільных дадзеных, адрасоў і ліній кіравання, а таксама да няправільнай працы сістэмы ці нават да збою сістэмы. У працэсе практыкі праектавання друкаванай платы людзі назапасілі шмат правілаў праектавання друкаваных плат. У канструкцыі друкаванай платы цэласнасць сігналу друкаванай платы можа быць лепш дасягнута, уважліва звяртаючыся да гэтых правілаў праектавання.

Пры праектаванні друкаванай платы мы павінны спачатку зразумець канструктыўную інфармацыю ўсёй платы, якая ў асноўным уключае:

1. The number of devices, device size, device package, chip rate, whether PCB is divided into low speed, medium speed and high speed area, which is the interface input and output area;

2. The overall layout requirements, device layout location, whether there is a high power device, chip device heat dissipation special requirements;

3. Тып сігнальнай лініі, хуткасць і кірунак перадачы, патрабаванні па кантролі супраціўлення сігнальнай лініі, кірунак хуткасці шыны і сітуацыя пры руху, ключавыя сігналы і меры абароны;

4. Тып крыніцы сілкавання, тып зазямлення, патрабаванні да шумоўстойлівасці для сілкавання і зазямлення, налада і сегментацыя крыніцы харчавання і плоскасці зазямлення;

5. Тыпы і хуткасць тактавых ліній, крыніца і кірунак тактавых ліній, патрабаванні да затрымкі гадзін, патрабаванні да самай доўгай лініі.

Шматслаёвы дызайн друкаванай платы

Пасля разумення асноўнай інфармацыі аб друкаванай плате, неабходна ўзважыць патрабаванні да дызайну кошту друкаванай платы і цэласнасці сігналу, а таксама выбраць разумную колькасць слаёў праводкі. At present, the circuit board has gradually developed from single layer, double layer and four layer to more multi-layer circuit board. Multi-layer PCB design can improve the reference surface of signal routing and provide backflow path for signal, which is the main measure to achieve good signal integrity. When designing PCB layering, follow the following rules:

1. Арыенціровачная плоскасць пераважна павінна быць плоскасцю зямлі. Крыніца харчавання і плоскасць зазямлення могуць выкарыстоўвацца ў якасці апорнай плоскасці, і абодва маюць пэўную функцыю экранавання. Аднак экраніраванне плоскасці крыніцы харчавання значна ніжэй, чым у плоскасці зазямлення, з-за яе больш высокага характэрнага імпедансу і большай рознасці патэнцыялаў паміж плоскасцю крыніцы харчавання і эталонным узроўнем зазямлення.

2. Digital circuit and analog circuit are layered. Там, дзе дазваляюць выдаткі на праектаванне, лепш размясціць лічбавыя і аналагавыя схемы на асобных пластах. If must want to arrange in same wiring layer, can use ditch, add earthing line, the method such as dividing line to remedy. Аналагавае і лічбавае харчаванне і зямля павінны быць падзеленыя, ніколі не змешваюцца.

3. Маршрутызацыя ключавых сігналаў суседніх слаёў не перасякае вобласць сегментацыі. Сігналы будуць фармаваць вялікую сігнальную пятлю па ўсім рэгіёне і генераваць моцнае выпраменьванне. If the signal cable must cross the area when the ground cable is divided, a single point can be connected between the ground to form a connection bridge between the two ground points, and then the cable can be routed through the connection bridge.

4. Пад паверхняй кампанента павінна быць адносна поўная плоскасць зазямлення. Цэласнасць плоскасці зазямлення павінна быць максімальна захавана для шматслойнай пліты. Звычайна ў плоскасці зямлі не дазваляецца праходзіць ні адной сігнальнай лініі.

5, высокачашчынныя, хуткасныя, тактавыя і іншыя ключавыя сігнальныя лініі павінны мець сумежную плоскасць зямлі. In this way, the distance between signal line and ground line is only the distance between PCB layers, so the actual current always flows in the ground line directly below the signal line, forming the smallest signal loop area and reducing radiation.

How to design the signal of integrity PCB

PCB layout design

Ключом для канструкцыі цэласнасці сігналу друкаванай платы з’яўляецца размяшчэнне і праводка, якая непасрэдна звязана з прадукцыйнасцю друкаванай платы. Prior to layout, the PCB size must be determined to meet the function at the lowest possible cost. Калі друкаваная плата занадта вялікая і размеркаваная, лінія перадачы можа быць вельмі доўгай, што прывядзе да павелічэння супраціву, зніжэння шумастойкасці і павелічэння кошту. Калі кампаненты размешчаны разам, цеплавыдзяленне дрэннае, і ў суседняй праводцы могуць узнікнуць перакрыжаванні злучэння. Такім чынам, макет павінен грунтавацца на функцыянальных адзінках схемы, улічваючы электрамагнітную сумяшчальнасць, цеплавыдзяленне і фактары інтэрфейсу.

Пры размяшчэнні друкаванай платы са змешанымі лічбавымі і аналагавымі сігналамі не змешвайце лічбавыя і аналагавыя сігналы. Калі аналагавы і лічбавы сігналы трэба змешваць, абавязкова выбудоўвайце па вертыкалі, каб паменшыць эфект перакрыжаванай сувязі. Лічбавую схему, аналагавую схему і схему, якая генеруе шум, на друкаванай плаце павінны быць падзеленыя, а адчувальная схема павінна быць накіравана першай, і шлях сувязі паміж схемамі павінен быць ліквідаваны. У прыватнасці, улічвайце гадзіны, лінію скіду і перапынення, не паралелюйце гэтыя лініі з лініямі пераключэння моцнага току, інакш лёгка пашкодзіць сігналы электрамагнітнай сувязі, што прывядзе да нечаканага скіду або перапынення. The overall layout should follow the following principles:

1. Функцыянальная разметка падзелу, аналагавая схема і лічбавая схема на друкаванай плаце павінны мець розную прасторавую размяшчэнне.

2. У адпаведнасці з працэсам сігналу ланцуга, каб арганізаваць функцыянальныя адзінкі схемы, так што паток сігналу для падтрымання таго ж кірунку.

3. Take the core components of each functional circuit unit as the center, and other components are arranged around it.

4. Shorten the connection between high-frequency components as much as possible and try to reduce their distribution parameters.

5. Кампаненты, якія лёгка парушаюцца, не павінны знаходзіцца занадта блізка адзін да аднаго, уваходныя і выходныя кампаненты павінны быць далёка.

How to design the signal of integrity PCB

Дызайн праводкі друкаванай платы

Усе сігнальныя лініі павінны быць класіфікаваны перад праводкай друкаванай платы. First of all, clock line, sensitive signal line, and then high-speed signal line, in order to ensure that this kind of signal through the hole is enough, distribution parameters of good characteristics, and then general unimportant signal line.

Incompatible signal lines should be far away from each other and do not parallel wiring, such as digital and analog, high speed and low speed, high current and small current, high voltage and low voltage. Сігнальныя кабелі на розных слаях павінны быць пракладзены вертыкальна адзін да аднаго, каб паменшыць перакрыжаваныя перашкоды. Размяшчэнне сігнальных ліній лепш за ўсё размяшчаць у адпаведнасці з напрамкам патоку сігналу. Выходная сігнальная лінія ланцуга не павінна вяртацца назад у вобласць лініі ўваходнага сігналу. High-speed signal lines should be kept as short as possible to avoid interfering with other signal lines. На падвойнай панэлі пры неабходнасці можна дадаць ізаляцыйны провад зазямлення з абодвух бакоў высакахуткаснай сігнальнай лініі. Усе высакахуткасныя тактавыя лініі на шматслаёвай плаце павінны быць экранаваны ў адпаведнасці з даўжынёй тактавых ліній.

Агульныя прынцыпы праводкі:

1. Наколькі гэта магчыма, выбірайце канструкцыю праводкі нізкай шчыльнасці і сігнальную праводку, наколькі гэта магчыма, адпаведнасць таўшчыні, якая спрыяе адпаведнасці імпедансу. Для ВЧ -ланцуга неабгрунтаваная канструкцыя сігналу лініі шырыні і міжраддзя можа выклікаць перакрыжаваныя перашкоды паміж лініямі перадачы сігналу.

2. Наколькі гэта магчыма, каб пазбегнуць суседніх уваходных і выходных правадоў і міжгародняй паралельнай праводкі. Для памяншэння перакрыжаванняў паралельных сігнальных ліній можна павялічыць адлегласць паміж сігнальнымі лініямі або ўставіць ізаляцыйныя рамяні паміж сігнальнымі лініямі.

3. Шырыня лініі на друкаванай плаце павінна быць раўнамернай і не павінна адбывацца мутацыі шырыні лініі. Выгіб праводкі друкаванай платы не павінен выкарыстоўваць кут 90 градусаў, варта выкарыстоўваць дугу або кут 135 градусаў, наколькі гэта магчыма, каб захаваць бесперапыннасць імпедансу лініі.

4. Minimize the area of the current loop. The external radiation intensity of current-carrying circuit is proportional to the current passing through, the loop area and the square of signal frequency. Reducing the current loop area can reduce the ELECTROMAGNETIC interference of PCB.

5. Наколькі гэта магчыма, каб паменшыць даўжыню дроту, павялічыць шырыню дроту, спрыяе зніжэнню імпедансу дроту.

6. Для сігналаў кіравання выключальнікам неабходна максімальна скараціць колькасць праводкі SIGNAL PCB, якая адначасова змяняе стан.