Ако в тази интелигентна ера, в тази област, искате да имате умения във FPGA, тогава светът ще ви изостави, The Times ще ви изостави.

Съображения за високоскоростна система PCB design related to serdes applications are as follows:

(1) Окабеляване на Microstrip и Stripline.

Микролентовите линии се окабеляват върху външния сигнален слой на референтната равнина (GND или Vcc), разделени от електрически носители, за да се сведат до минимум закъсненията; Лентовите проводници се прокарват във вътрешния сигнален слой между двете референтни равнини (GND или Vcc) за по -голямо капацитивно реактивно съпротивление, по -лесно управление на импеданса и по -чист сигнал, както е показано на фигурата.

Микролентовата и лентовата линия са най -подходящи за окабеляване

(2) високоскоростно окабеляване на диференциален сигнал.

Обичайните методи за окабеляване за високоскоростна двойка диференциални сигнали включват Edge Coupled microstrip (горен слой), Edge Coupled ribbon line (вграден сигнален слой, подходящ за високоскоростна двойка диференциални сигнали SERDES) и Broadside Coupled microstrip, както е показано на фигурата.

High speed differential signal pair wiring

(3) bypass capacitance (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. Има три вида байпасни кондензатори, прилагани главно в FPGA система: високоскоростна система (100MHz ~ 1GHz) често използвани байпасни кондензатори варират от 0.01nF до 10nF, обикновено разпределени в рамките на 1 cm от Vcc; Система със средна скорост (повече от десет MHZ 100MHz), общият обхват на байпас кондензатор е 47nF до 100nF танталов кондензатор, обикновено в рамките на 3 cm от Vcc; Нискоскоростна система (по-малко от 10 MHZ), често използваният обхват на байпас кондензатор е 470nF до 3300nF кондензатор, разположението на печатната платка е сравнително безплатно.

(4) Капацитет оптимално окабеляване.

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

Капацитивно оптимално окабеляване

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.

Всеки щифт или отвор на GND трябва да бъде свързан към равнината на земята.

(5) Key points of high-speed system clock wiring.

Избягвайте навиването на зигзаг и насочвайте часовниците възможно най -изправено.

Опитайте се да насочите в един слой сигнал.

Не използвайте максимално отворите, тъй като отворите ще доведат до силни отражения и несъответствия на импеданса.

Използвайте възможно най -висококачественото окабеляване в горния слой, за да избегнете използването на дупки и да сведете до минимум забавянето на сигнала.

Поставете заземяващата равнина близо до слоя на тактовия сигнал, доколкото е възможно, за да намалите шума и кръстосаните смущения. Ако се използва вътрешен сигнален слой, тактовият сигнален слой може да бъде поставен между две равнини на земята, за да се намали шума и смущенията. Съкратете забавянето на сигнала.

Импедансът на часовника трябва да бъде правилно съобразен.

(6) Въпроси, изискващи внимание при свързването и окабеляването на високоскоростната система.

Note the impedance matching of the differential signal.

Обърнете внимание на ширината на диференциалната сигнална линия, така че тя да може да понася 20% от времето за повишаване или спадане на сигнала.

При подходящи съединители номиналната честота на конектора трябва да отговаря на най -високата честота на дизайна.

Трябва да се използва, доколкото е възможно, свързване на ръбове, за да се избегне свързването на широка двойка, трябва да се използва 3S дробно правило, за да се избегне свръх свързване или кръстословица.

(7) Бележки относно филтрирането на шума за високоскоростни системи.

Намалете нискочестотните смущения (под 1KHz), причинени от шума на източника на захранване, и добавете екранираща или филтрираща верига във всеки край на достъп до източника на захранване.

Добавете 100F електролитен кондензаторен филтър на всяко място, където захранването влиза в печатната платка.

За да намалите високочестотния шум, поставете възможно най-много кондензатори за отделяне на всеки Vcc и GND.

Поставете паралелно Vcc и GND равнините, разделете ги с диелектрици (като FR-4PCB) и поставете байпасни кондензатори в други слоеве.

(8) High speed system Ground Bounce

Опитайте се да добавите кондензатор за отделяне към всяка двойка Vcc/GND сигнал.

Външен буфер се добавя към изходния край на високоскоростни сигнали за обръщане, като например броячи, за да се намали изискването за капацитет на шофиране.

Режимът Slow Slew (нисък наклон) е настроен за изходни сигнали, които не изискват висока скорост.

Контролирайте съпротивлението на натоварването.

Намалете сигнала за завъртане на часовника или го разпределете възможно най -равномерно около чипа.

Сигналът, който често се обръща, е възможно най -близо до щифта GND на чипа.

Проектирането на синхронна синхронизираща верига трябва да избягва моменталното обръщане на изхода.

Пренасочването на захранването и земята може да играе роля в общата индуктивност.