সর্প রেখা বোঝার জন্য, এর কথা বলা যাক পিসিবি প্রথমে রাউটিং। এই ধারণাটি চালু করার প্রয়োজন আছে বলে মনে হয় না। হার্ডওয়্যার ইঞ্জিনিয়ার কি প্রতিদিন ওয়্যারিংয়ের কাজ করছেন না? PCB-তে প্রতিটি ট্রেস হার্ডওয়্যার ইঞ্জিনিয়ার দ্বারা একে একে আঁকা হয়। কি বলা যায়? প্রকৃতপক্ষে, এই সাধারণ রাউটিংয়ে অনেক জ্ঞানের পয়েন্ট রয়েছে যা আমরা সাধারণত উপেক্ষা করি। উদাহরণস্বরূপ, মাইক্রোস্ট্রিপ লাইন এবং স্ট্রিপলাইনের ধারণা। সহজ কথায়, মাইক্রোস্ট্রিপ লাইন হল সেই ট্রেস যা PCB বোর্ডের পৃষ্ঠে চলে এবং স্ট্রিপলাইন হল সেই ট্রেস যা PCB-এর ভিতরের স্তরে চলে। এই দুটি লাইন মধ্যে পার্থক্য কি?

মাইক্রোস্ট্রিপ লাইনের রেফারেন্স প্লেন হল PCB-এর অভ্যন্তরীণ স্তরের স্থল সমতল, এবং ট্রেসের অন্য দিকে বাতাসের সংস্পর্শে আসে, যার কারণে ট্রেসের চারপাশে অস্তরক ধ্রুবক অসামঞ্জস্যপূর্ণ হয়। উদাহরণস্বরূপ, আমাদের সাধারণত ব্যবহৃত FR4 সাবস্ট্রেটের অস্তরক ধ্রুবক হল প্রায় 4.2, বায়ুর অস্তরক ধ্রুবক হল 1। স্ট্রিপ লাইনের উপরের এবং নীচের উভয় দিকেই রেফারেন্স প্লেন রয়েছে, পুরো ট্রেসটি PCB সাবস্ট্রেটের মধ্যে এমবেড করা আছে, এবং ট্রেসের চারপাশে অস্তরক ধ্রুবক একই। এর ফলে টিইএম তরঙ্গ স্ট্রিপ লাইনে প্রেরণ করা হয়, যখন আধা-টিইএম তরঙ্গ মাইক্রোস্ট্রিপ লাইনে প্রেরণ করা হয়। কেন এটি একটি আধা-TEM তরঙ্গ? এটি বায়ু এবং PCB সাবস্ট্রেটের মধ্যে ইন্টারফেসে ফেজ অমিলের কারণে। TEM তরঙ্গ কি? আপনি যদি এই বিষয়ে গভীরভাবে খনন করেন তবে আপনি এটি সাড়ে দশ মাসে শেষ করতে পারবেন না।

একটি দীর্ঘ গল্প সংক্ষিপ্ত করতে, এটি একটি মাইক্রোস্ট্রিপ লাইন বা একটি স্ট্রিপলাইন, তাদের ভূমিকা ডিজিটাল সংকেত বা অ্যানালগ সংকেত, সিগন্যাল বহন ছাড়া আর কিছুই নয়। এই সংকেতগুলো ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের আকারে ট্রেসের এক প্রান্ত থেকে অন্য প্রান্তে প্রেরণ করা হয়। যেহেতু এটি একটি তরঙ্গ, গতি থাকতে হবে। PCB ট্রেসে সংকেতের গতি কত? অস্তরক ধ্রুবকের পার্থক্য অনুসারে, গতিও আলাদা। বাতাসে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের প্রচারের গতি আলোর সুপরিচিত গতি। অন্যান্য মিডিয়াতে প্রচারের বেগ নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা গণনা করা আবশ্যক:

V=C/Er0.5

তাদের মধ্যে, V হল মাধ্যমের প্রচারের গতি, C হল আলোর গতি এবং Er হল মাধ্যমের অস্তরক ধ্রুবক। এই সূত্রের মাধ্যমে, আমরা সহজেই PCB ট্রেসে সংকেতের ট্রান্সমিশন গতি গণনা করতে পারি। উদাহরণ স্বরূপ, আমরা সহজভাবে FR4 বেস উপাদানের অস্তরক ধ্রুবককে সূত্রের মধ্যে নিই, অর্থাৎ, FR4 বেস উপাদানে সংকেতের ট্রান্সমিশন গতি আলোর গতির অর্ধেক। যাইহোক, যেহেতু পৃষ্ঠে চিহ্নিত মাইক্রোস্ট্রিপ লাইনের অর্ধেকটি বাতাসে এবং অর্ধেক সাবস্ট্রেটে রয়েছে, তাই অস্তরক ধ্রুবকটি সামান্য হ্রাস পাবে, তাই ট্রান্সমিশন গতি স্ট্রিপ লাইনের তুলনায় কিছুটা দ্রুত হবে। সাধারণভাবে ব্যবহৃত অভিজ্ঞতামূলক তথ্য হল যে মাইক্রোস্ট্রিপ লাইনের ট্রেস বিলম্ব প্রায় 140ps/ইঞ্চি, এবং স্ট্রিপলাইনের ট্রেস বিলম্ব প্রায় 166ps/ইঞ্চি।

আগেই বলেছি, একটাই উদ্দেশ্য, সেটা হল, PCB তে সিগন্যাল ট্রান্সমিশন বিলম্বিত! অর্থাৎ, একটি পিন পাঠানোর পর মুহূর্তের মধ্যে তারের মাধ্যমে অন্য পিনে সংকেত পাঠানো হয় না। যদিও সিগন্যাল ট্রান্সমিশনের গতি খুব দ্রুত, যতক্ষণ ট্রেস দৈর্ঘ্য যথেষ্ট দীর্ঘ, এটি এখনও সিগন্যাল ট্রান্সমিশনকে প্রভাবিত করবে। উদাহরণস্বরূপ, একটি 1GHz সংকেতের জন্য, সময়কাল হল 1ns, এবং ক্রমবর্ধমান বা পতনের সময়টি সময়ের প্রায় এক দশমাংশ, তারপর এটি 100ps। যদি আমাদের ট্রেসের দৈর্ঘ্য 1 ইঞ্চি (প্রায় 2.54 সেমি) ছাড়িয়ে যায়, তাহলে ট্রান্সমিশন বিলম্ব একটি ক্রমবর্ধমান প্রান্তের চেয়ে বেশি হবে। যদি ট্রেস 8 ইঞ্চি (প্রায় 20 সেমি) অতিক্রম করে, তাহলে বিলম্বটি একটি সম্পূর্ণ চক্র হবে!

দেখা যাচ্ছে যে PCB-এর এত বড় প্রভাব রয়েছে, আমাদের বোর্ডগুলিতে 1 ইঞ্চির বেশি ট্রেস থাকা খুবই সাধারণ। বিলম্ব কি বোর্ডের স্বাভাবিক কার্যক্রমকে প্রভাবিত করবে? প্রকৃত সিস্টেমের দিকে তাকিয়ে, যদি এটি শুধুমাত্র একটি সংকেত হয় এবং আপনি অন্যান্য সংকেত বন্ধ করতে না চান, তাহলে বিলম্বের কোনো প্রভাব আছে বলে মনে হয় না। যাইহোক, একটি উচ্চ-গতির সিস্টেমে, এই বিলম্ব আসলে কার্যকর হবে। উদাহরণস্বরূপ, আমাদের সাধারণ মেমরি কণাগুলি বাসের আকারে ডেটা লাইন, ঠিকানা লাইন, ঘড়ি এবং নিয়ন্ত্রণ লাইনের সাথে সংযুক্ত থাকে। আমাদের ভিডিও ইন্টারফেস একবার দেখুন. HDMI বা DVI যত চ্যানেলই হোক না কেন, এতে ডেটা চ্যানেল এবং ক্লক চ্যানেল থাকবে। অথবা কিছু বাস প্রোটোকল, যার সবকটিই ডেটা এবং ঘড়ির সিঙ্ক্রোনাস ট্রান্সমিশন। তারপরে, একটি প্রকৃত উচ্চ-গতির সিস্টেমে, এই ঘড়ি সংকেত এবং ডেটা সংকেতগুলি প্রধান চিপ থেকে সিঙ্ক্রোনাসভাবে পাঠানো হয়। যদি আমাদের PCB ট্রেস ডিজাইন খারাপ হয়, ঘড়ির সংকেতের দৈর্ঘ্য এবং ডেটা সংকেত খুব আলাদা। তথ্যের ভুল নমুনা তৈরি করা সহজ, এবং তারপর পুরো সিস্টেম স্বাভাবিকভাবে কাজ করবে না।

এই সমস্যা সমাধানের জন্য আমাদের কি করা উচিত? স্বভাবতই, আমরা ভাবব যে যদি স্বল্প-দৈর্ঘ্যের ট্রেসগুলিকে দীর্ঘায়িত করা হয় যাতে একই গ্রুপের ট্রেস দৈর্ঘ্য একই থাকে তবে বিলম্ব একই হবে? তারের দৈর্ঘ্য কিভাবে? চারদিকে যাও! বিঙ্গো ! অবশেষে বিষয়টিতে ফিরে আসা সহজ নয়। এটি হাই-স্পিড সিস্টেমে সর্প লাইনের প্রধান কাজ। ঘুর, সমান দৈর্ঘ্য. এটা যে সহজ. সর্প লাইন সমান দৈর্ঘ্য বায়ু ব্যবহার করা হয়. সারপেন্টাইন লাইন অঙ্কন করে, আমরা একই গ্রুপের সংকেতগুলির দৈর্ঘ্য একই করতে পারি, যাতে গ্রহনকারী চিপ সিগন্যাল পাওয়ার পরে, PCB ট্রেসে বিভিন্ন বিলম্বের কারণে ডেটা না হয়। ভুল বাছাই। অন্যান্য পিসিবি বোর্ডের চিহ্নগুলির মতো সর্প লাইনটি একই।

তারা সংকেত সংযোগ করতে ব্যবহৃত হয়, কিন্তু তারা দীর্ঘ এবং এটি নেই. তাই সর্প রেখাটি গভীর নয় এবং খুব জটিলও নয়। যেহেতু এটি অন্যান্য ওয়্যারিং এর মতই, তাই কিছু সাধারণভাবে ব্যবহৃত ওয়্যারিং নিয়ম সর্প লাইনের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য। একই সময়ে, সর্প লাইনের বিশেষ কাঠামোর কারণে, ওয়্যারিং করার সময় আপনার এটিতে মনোযোগ দেওয়া উচিত। উদাহরণস্বরূপ, সর্প রেখাগুলি একে অপরের সমান্তরাল আরও দূরে রাখার চেষ্টা করুন। সংক্ষিপ্ত, অর্থাৎ, একটি বড় মোড়ের চারপাশে যান যেমনটি বলা হয়েছে, একটি ছোট এলাকায় খুব ঘন এবং খুব ছোট যাবেন না।

এই সব সংকেত হস্তক্ষেপ কমাতে সাহায্য করে. লাইনের দৈর্ঘ্যের কৃত্রিম বৃদ্ধির কারণে সর্প লাইনটি সংকেতের উপর খারাপ প্রভাব ফেলবে, তাই যতক্ষণ পর্যন্ত এটি সিস্টেমে সময়ের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে, এটি ব্যবহার করবেন না। কিছু প্রকৌশলী পুরো গ্রুপটিকে সমান দৈর্ঘ্য করতে DDR বা উচ্চ-গতির সংকেত ব্যবহার করেন। সর্প রেখাগুলি সমস্ত বোর্ড জুড়ে উড়ে যায়। মনে হচ্ছে এটি আরও ভাল ওয়্যারিং। আসলে, এটি অলস এবং দায়িত্বজ্ঞানহীন। অনেক জায়গায় ক্ষত হওয়ার দরকার নেই, যা বোর্ডের এলাকা নষ্ট করে এবং সিগন্যালের মানও কমিয়ে দেয়। আমাদের প্রকৃত সংকেত গতির প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী বিলম্বের অপ্রয়োজনীয়তা গণনা করা উচিত, যাতে বোর্ডের তারের নিয়মগুলি নির্ধারণ করা যায়।

সমান দৈর্ঘ্যের ফাংশন ছাড়াও, সার্পেন্টাইন লাইনের আরও কয়েকটি ফাংশন প্রায়শই ইন্টারনেটের নিবন্ধগুলিতে উল্লেখ করা হয়, তাই আমি এখানে সংক্ষিপ্তভাবে এটি সম্পর্কে কথা বলব।

1. একটি শব্দ যা আমি প্রায়শই দেখি তা হল প্রতিবন্ধকতা ম্যাচিংয়ের ভূমিকা। এই বক্তব্য খুবই অদ্ভুত। পিসিবি ট্রেসের প্রতিবন্ধকতা লাইনের প্রস্থ, অস্তরক ধ্রুবক এবং রেফারেন্স প্লেনের দূরত্বের সাথে সম্পর্কিত। কখন এটি সর্প রেখার সাথে সম্পর্কিত? ট্রেসের আকৃতি কখন প্রতিবন্ধকতাকে প্রভাবিত করে? আমি জানি না এই বক্তব্যের উৎস কোথা থেকে এসেছে।

2. এটাও বলা হয় যে এটি ফিল্টারিংয়ের ভূমিকা। এই ফাংশনটিকে অনুপস্থিত বলা যাবে না, তবে ডিজিটাল সার্কিটে কোনও ফিল্টারিং ফাংশন থাকা উচিত নয় বা আমাদের ডিজিটাল সার্কিটে এই ফাংশনটি ব্যবহার করার দরকার নেই। রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটে, সার্পেন্টাইন ট্রেস একটি এলসি সার্কিট গঠন করতে পারে। যদি এটি একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত একটি ফিল্টারিং প্রভাব আছে, এটি এখনও অতীত.

3. অ্যান্টেনা গ্রহণ. এটা হতে পারে. আমরা কিছু মোবাইল ফোন বা রেডিওতে এই প্রভাব দেখতে পাই। কিছু অ্যান্টেনা PCB ট্রেস দিয়ে তৈরি করা হয়।

4. আবেশ। এটা হতে পারে. পিসিবি-তে সমস্ত চিহ্নে মূলত পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স থাকে। কিছু PCB inductors তৈরি করা সম্ভব।

5. ফিউজ। এই প্রভাব আমাকে বিভ্রান্ত করে তোলে। সংক্ষিপ্ত এবং সরু সর্প তারের ফিউজ হিসাবে কাজ করে কিভাবে? কারেন্ট বেশি হলে পুড়ে যায়? বোর্ডটি স্ক্র্যাপ করা হয়নি, এই ফিউজের দাম খুব বেশি, আমি সত্যিই জানি না এটি কী ধরনের অ্যাপ্লিকেশন ব্যবহার করা হবে।

উপরের ভূমিকার মাধ্যমে, আমরা স্পষ্ট করতে পারি যে অ্যানালগ বা রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটে, সর্প লাইনের কিছু বিশেষ ফাংশন রয়েছে, যা মাইক্রোস্ট্রিপ লাইনের বৈশিষ্ট্য দ্বারা নির্ধারিত হয়। ডিজিটাল সার্কিট ডিজাইনে, টাইমিং ম্যাচিং অর্জনের জন্য সমান দৈর্ঘ্যের জন্য সার্পেন্টাইন লাইন ব্যবহার করা হয়। উপরন্তু, সার্পেন্টাইন লাইন সিগন্যালের গুণমানকে প্রভাবিত করবে, তাই সিস্টেমের প্রয়োজনীয়তাগুলি সিস্টেমে স্পষ্ট করা উচিত, সিস্টেমের অপ্রয়োজনীয়তা প্রকৃত প্রয়োজনীয়তা অনুসারে গণনা করা উচিত এবং সর্প লাইনটি সতর্কতার সাথে ব্যবহার করা উচিত।