Vysokorychlostní PCB design odkazuje na jakýkoli design, kde integrita signálu začíná být ovlivňována fyzickými charakteristikami PCB, jako je rozložení, balení, propojení a vrstvení vrstev. Kromě toho, když začnete navrhovat desky a narazíte na problémy, jako je zpoždění, přeslech, odraz nebo emise, vstoupíte do oblasti návrhu vysokorychlostních desek plošných spojů.

Díky zaměření na tyto problémy je vysokorychlostní design tak jedinečný. Možná jste zvyklí navrhovat jednoduchou desku plošných spojů, která se zaměřuje na umístění komponent a zapojení. Při použití vysokorychlostních návrhů je však důležitější vzít v úvahu faktory, jako je jejich vzdálenost od signálu, šířka signálu, kde jsou umístěny a jaký druh stopy jsou. Spojení. Kromě toho s ohledem na tyto faktory dosáhne vyšší úrovně v procesu návrhu DPS.

Schopnost vysokorychlostního návrhu DPS

1. Znáte designový software, který nabízí pokročilé možnosti

Aby bylo možné v CAD softwaru navrhovat vysokou rychlostí, potřebuje mnoho komplexních funkcí. Také nemusí být mnoho programů pro amatéry a často neexistují žádné pokročilé možnosti založené na webové sadě. Proto potřebujete lepší porozumění výkonným nástrojům CAD.

2. Dálnice

Pokud jde o vysokorychlostní zapojení, musí návrháři porozumět pravidlům pro základní zapojení, včetně nepřerušování zemních spojení a zkrácení zapojení. Zabraňte proto přeslechu v určité vzdálenosti na digitální lince a stíňte všechny generátory rušení, aby nedošlo k poškození integrity signálu.

3. Kabeláž s řízením impedance

U některých signálů asi 40-120 ohmů vyžaduje přizpůsobení impedance. Klíčem pro přizpůsobení charakteristické impedance je anténa a mnoho rozdílových párů.

Je důležité, aby projektant porozuměl způsobu výpočtu šířky čáry a potřebných hodnot impedance pro laminování. Pokud hodnota impedance není správná, signál může být vážně ovlivněn, což může vést k poškození dat.

4. Sledování shody délky

Ve vysokorychlostní paměťové sběrnici a sběrnici rozhraní je mnoho linek. Tyto linky mohou pracovat na velmi vysokých frekvencích, takže je důležité, aby signály cestovaly současně z vysílacího konce na přijímací konec. Kromě toho vyžaduje funkci nazvanou přizpůsobení délky. Proto nejběžnější norma definuje hodnoty tolerance, které musí odpovídat délce.

5. Minimalizujte oblast smyčky

Vysokorychlostní návrháři desek plošných spojů potřebují znát několik tipů, vysokofrekvenční signály mohou způsobovat EMI, EMC a další problémy. Proto musí dodržovat základní pravidla, jako je například kontinuální uzemnění a zmenšení oblasti smyčky optimalizací aktuální zpětné dráhy drátu a vložením mnoha otvorů pro šití.

Záležitosti vyžadující pozornost při návrhu vysokorychlostních desek plošných spojů

Rozložení DPS je velmi důležité

Pro konečný výsledek je bezpochyby důležitá efektivní výroba DPS ve vysokorychlostních obvodech. Uspořádání DPS však nebylo v první řadě uvažováno. Proto bude mít významný dopad na design, aby bylo dosaženo potřebných funkcí a úspěšné výroby DPS, jako je plánování na vysoké úrovni a dodržování důležitých faktorů. Kromě toho musíte před rozložením desky plošných spojů vyřešit některé problémy, jako jsou postupy výrobního návrhu (DFM) a další aspekty požadavků na vysokorychlostní desky plošných spojů.

Špatné rozložení může způsobit problémy s výkonem při zahájení testování nebo při použití při výrobě DPS. Aby toho nebylo málo, potřeba vyhodnotit selhání DPS nebo problémy s výkonem a znovu sestavit rozložení prototypu vyžaduje více nákladů a času na přepracování nebo přepracování.

Poznámky k návrhu DPS

V praxi mají vysokorychlostní návrhy desek plošných spojů pro designéry mnoho omezení, protože musíte splnit různé rychlosti signálu a další požadavky na design. Proto, abychom dosáhli níže popsaného návrhu desky vysokorychlostních obvodů, je třeba zvážit některé faktory:

Schematická poznámka: Je dobře známo, že dobré schéma může položit dobrý základ pro návrh desek plošných spojů. V závislosti na tom, zda jste konstruktér desek plošných spojů nebo elektrotechnik, lze tedy se schematickým diagramem zacházet odlišně. Obecně považuje schéma za komunikační prostředek, který lze připojit k desce s obvody. Ale schémata mohou mít velký vliv na organizaci a prezentaci vašich vysokorychlostních návrhů. Proto je k dispozici co nejvíce informací o schématu návrhu, jako je délka vodiče, nutné umístění součástek, informace o výrobci desky plošných spojů atd.

Nastavení délky trasování: Při použití vysokorychlostního rozhraní je třeba upravit délku stopy, aby se synchronizoval přenos signálu s datovou linkou. Rozhraní však může selhat při maximální frekvenci nebo nemusí fungovat vůbec, protože není synchronizováno. Navíc, čím vyšší je frekvence rozhraní, tím vyšší jsou požadavky na přizpůsobení délky. V případě paralelních rozhraní proto stačí upravit délku všech řádků. Je důležité se ujistit, že upravíte délku těchto linek, abyste získali požadovanou délku v sadě signálů.

Materiály PCB a požadavky na vysokorychlostní stohování: To ovlivní váš vysokorychlostní návrh, jako je struktura skládání vrstev a materiál PCB.

Strategie vysokorychlostního umístění: Protože změna velikosti podložky a vůle součástí maximalizuje délku vysokorychlostního připojení, lze ji navrhnout pro vysokou rychlost pomocí různých metod k optimalizaci umístění součásti a zlepšení oblasti zabírající součásti pro vysokou rychlost.

Diferenciální páry a směrování délky linky: Je důležité směrovat diferenciální páry ve vysokorychlostních provedeních, aby páry signálů mohly existovat současně.

Crosstalk, řízení impedance a paralelismus: Ve vysokorychlostním návrhu existuje mnoho faktorů, které mohou váš návrh nepříznivě ovlivnit. Kromě toho je třeba zvážit techniky, například jak minimalizovat dopad na design.

Pochopte pásky a mikropáskové linky: Obecně platí, že u vysokorychlostních návrhů vyžaduje více metod směrování. Má -li být implementováno směrování dálnice, je žádoucí lépe porozumět technikám směrování pásů a mikropásků.

Topologie kabeláže a nejlepší postupy kabeláže: Pokud mají být implementovány cesty obvodů požadované pro vysokorychlostní kabeláž, je obvykle vyžadován konkrétní tvar nebo topologie. Je také dobré prozkoumat různé způsoby, jak sledovat délky linek, úniky, zpáteční cesty atd.

Simulátory: Pro vysokorychlostní návrh je simulace velkým přínosem před, během a po zahájení rozložení. Proto byste měli lépe porozumět softwaru pro návrh DPS a naučit se tipy a triky pro návrh simulace.

Jak poznáte, že potřebujete vysokorychlostní návrh DPS?

1. Je na desce vysokorychlostní rozhraní?

Rychlý způsob, jak zjistit, zda je třeba dodržovat pokyny pro vysokorychlostní návrh, je zkontrolovat, zda máte vysokorychlostní rozhraní, jako je DDR, PCI-E, nebo dokonce video rozhraní, například DVI, HDMI atd.

Všechna tato rozhraní musí dodržovat některá pravidla vysokorychlostního návrhu. Kromě toho prosím uveďte přesné specifikace pro všechna data v dokumentaci.

2. Poměr délky stopy k vlnové délce signálu

Obecně platí, že pokud je vlnová délka vaší zprávy stejná jako délka řádku, bude vaše DPS rozhodně vyžadovat vysokorychlostní návrh. Protože některé standardy (například DDR) vyžadují, aby délka řádku odpovídala minimální toleranci.

Dobré hrubé číslo je, pokud lze délku kabelu a jeho vlnovou délku udržovat v řádech. Pak je dobré zkontrolovat vysokorychlostní design.

3. DPS s bezdrátovým rozhraním

Jak víte, každá DPS má anténu, a ať už je to přes konektor nebo něco na desce, je třeba navrhnout vysokorychlostní signály. Integrovaná anténa navíc vyžaduje těsnou impedanci, aby odpovídala délce ladění.

U desek s konektory SMA nebo podobnými konektory je musíte připojit ke konektoru se specifickou hodnotou impedance.

závěr

Stručně řečeno, učení o vysokorychlostním návrhu DPS závisí na jiném projektu. I když existuje mnoho faktorů, které je třeba vzít v úvahu při navrhování vysoké rychlosti. Naštěstí vám CAD software, který používáte pro návrh desek plošných spojů, poskytne pomoc, například kalkulačky impedance, možnosti hlášení délky směrování, routery s diferenciálním párem a další nástroje.