Pokud v tomto inteligentním věku, v této oblasti, chcete mít dovednosti v FPGA, pak vás svět opustí, The Times vás opustí.

Úvahy o vysokorychlostním systému PCB design související se serdesovými aplikacemi je následující:

(1) Mikropáskové a proužkové vedení.

Mikropáskové linky jsou vedeny přes vnější signální vrstvu referenční roviny (GND nebo Vcc) oddělené elektrickými médii, aby se minimalizovaly zpoždění; Pásky jsou vedeny ve vnitřní signální vrstvě mezi dvěma referenčními rovinami (GND nebo Vcc) pro větší kapacitní reaktanci, snazší ovládání impedance a čistší signál, jak je znázorněno na obrázku.

Pro zapojení se nejlépe hodí mikropásková a pásová linka

(2) vysokorychlostní zapojení diferenciálního signálu.

Mezi běžné metody zapojení pro vysokorychlostní diferenciální dvojici signálů patří mikropáskový okraj (vrchní vrstva), pásková linka Edge Coupled (vložená signální vrstva, vhodná pro vysokorychlostní pár diferenciálních signálů SERDES) a mikropáskový širokopásmový, jak je znázorněno na obrázku.

Vysokorychlostní párové zapojení diferenciálního signálu

(3) obtoková kapacita (BypassCapacitor).

Bypassový kondenzátor je malý kondenzátor s velmi nízkou sériovou impedancí, který se používá hlavně k filtrování vysokofrekvenčního rušení vysokorychlostních konverzních signálů. V systému FPGA se používají hlavně tři druhy obtokových kondenzátorů: vysokorychlostní systém (100 MHz ~ 1 GHz) běžně používané obtokové kondenzátory se pohybují od 0.01 nF do 10 nF, obvykle distribuovány do 1 cm od Vcc; Středně rychlý systém (více než deset MHZ 100 MHz), rozsah běžných obtokových kondenzátorů je tantalový kondenzátor 47nF až 100nF, obvykle do 3 cm od Vcc; Nízkorychlostní systém (méně než 10 MHZ), běžně používaný rozsah obtokového kondenzátoru je 470nF až 3300nF, rozložení na desce plošných spojů je relativně volné.

(4) Kapacitní optimální zapojení.

Zapojení kondenzátoru se může řídit následujícími pokyny pro návrh, jak je znázorněno.

Kapacitní optimální zapojení

Kapacitní kolíkové podložky jsou spojeny pomocí velkých otvorů (Via), aby se snížila reaktance spojky.

Krátkým, širokým vodičem připojte podložku kondenzátorového kolíku k otvoru nebo přímo připojte podložku kondenzátorového kolíku k otvoru.

Byly použity kondenzátory LESR (Low Effective Series Resistance).

Každý pin nebo otvor GND by měl být připojen k základní rovině.

(5) Klíčové body kabeláže vysokorychlostního systému.

Vyhněte se klikatému vinutí a směrovacím hodinám co nejrovněji.

Zkuste směrovat v jedné signální vrstvě.

Nepoužívejte průchozí otvory tolik, jak je to možné, protože průchozí otvory způsobí silný nesoulad odrazu a impedance.

V horní vrstvě používejte co nejvíce mikropáskové vedení, abyste se vyhnuli použití otvorů a minimalizovali zpoždění signálu.

Umístěte zemní rovinu co nejblíže vrstvě hodinového signálu, abyste omezili hluk a přeslechy. Pokud je použita vnitřní signální vrstva, může být vrstva hodinového signálu vložena mezi dvě pozemní roviny, aby se snížil šum a rušení. Zkraťte zpoždění signálu.

Hodinový signál by měl být správně přizpůsoben impedanci.

(6) Záležitosti vyžadující pozornost při spojování a zapojení vysokorychlostního systému.

Všimněte si přizpůsobení impedance diferenciálního signálu.

Všimněte si šířky diferenciálního signálního vedení, aby sneslo 20% doby náběhu nebo sestupu signálu.

U příslušných konektorů by jmenovitá frekvence konektoru měla odpovídat nejvyšší frekvenci návrhu.

Pokud je to možné, mělo by být použito párování na hraně párů, aby se zabránilo párování na šířku, mělo by se použít frakční pravidlo 3S, aby se zabránilo nadměrnému spojování nebo křížení.

(7) Poznámky k filtrování hluku pro vysokorychlostní systémy.

Snižte rušení nízkých frekvencí (pod 1 KHz) způsobené šumem napájecího zdroje a na každý přístupový konec zdroje napájení přidejte stínící nebo filtrační obvod.

Přidejte filtr 100F elektrolytického kondenzátoru na každé místo, kde napájecí zdroj vstupuje do desky plošných spojů.

Chcete-li snížit vysokofrekvenční šum, umístěte na každý Vcc a GND co nejvíce odpojovacích kondenzátorů.

Rovnoměrně rozmístěte roviny Vcc a GND, oddělte je dielektrikum (například FR-4PCB) a do dalších vrstev rozložte obtokové kondenzátory.

(8) Vysokorychlostní systém Ground Bounce

Zkuste ke každému páru signálů Vcc/GND přidat oddělovací kondenzátor.

Externí vyrovnávací paměť je přidána na výstupní konec vysokorychlostních reverzačních signálů, jako jsou čítače, aby se snížil požadavek na jízdní kapacitu.

Režim Slow Slew (nízký vzestup) byl nastaven pro výstupní signály, které nevyžadovaly vysokou rychlost.

Řízení reaktance zátěže.

Snižte signál převrácení hodin nebo jej rozdělte co nejrovnoměrněji kolem čipu.

Signál, který se často převrací, je co nejblíže kolíku GND čipu.

Konstrukce synchronního časovacího obvodu by měla zabránit okamžitému obrácení výstupu.

Odvedení napájení a země může hrát roli v celkové indukčnosti.