Hvis du i denne intelligente tidsalder på dette felt vil have en færdighed i FPGA, så vil verden opgive dig, The Times vil opgive dig.

Overvejelser for højhastighedssystem PCB design relateret til serdes applikationer er som følger:

(1) Microstrip og Stripline ledninger.

Mikrostriplinjer er ledninger over det ydre signallag i et referenceplan (GND eller Vcc) adskilt af elektriske medier for at minimere forsinkelser; Båndtrådene føres i det indre signallag mellem de to referenceplaner (GND eller Vcc) for større kapacitiv reaktans, lettere impedansstyring og renere signal, som vist på figuren.

Microstrip line og strip line er bedst til ledninger

(2) højhastigheds-differential signalledning.

Almindelige ledningsmetoder til højhastighedsdifferentialsignalpar inkluderer Edge Coupled microstrip (øverste lag), Edge Coupled båndlinje (integreret signallag, egnet til højhastigheds SERDES differentielt signalpar) og Broadside Coupled microstrip, som vist på figuren.

Højhastigheds -differentialsignalparledninger

(3) bypass -kapacitans (BypassCapacitor).

Bypass -kondensator er en lille kondensator med meget lav serieimpedans, som hovedsageligt bruges til at filtrere højfrekvent interferens i højhastighedsomdannelsessignaler. Der er tre slags bypass-kondensatorer, der hovedsageligt anvendes i FPGA-system: højhastigheds-system (100MHz ~ 1GHz) almindeligt anvendte bypass-kondensatorer spænder fra 0.01nF til 10nF, generelt fordelt inden for 1cm fra Vcc; Mellemhastighedssystem (mere end ti MHZ 100MHz), det fælles bypass-kondensatorområde er 47nF til 100nF tantal kondensator, generelt inden for 3cm fra Vcc; Lavhastighedssystem (mindre end 10 MHZ), det almindeligt anvendte bypass-kondensatorområde er 470nF til 3300nF kondensator, layoutet på printkortet er relativt frit.

(4) Kapacitans optimal ledninger.

Kondensatorledninger kan følge følgende designretningslinjer, som vist.

Kapacitiv optimal ledningsføring

Kapacitive stiftpuder tilsluttes ved hjælp af store huller (Via) for at reducere koblingsreaktansen.

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 -kondensatorer (Low Effective Series Resistance) blev brugt.

Hver GND -stift eller hvert hul skal forbindes med jordplanet.

(5) Nøglepunkter ved ledninger til højhastighedssystemur.

Undgå zigzagvikling og ruteure så lige som muligt.

Prøv at rute i et enkelt signallag.

Brug ikke gennemgående huller så meget som muligt, da gennemgående huller vil indføre stærk refleksion og impedansfejl.

Brug mikrostripledninger i det øverste lag så meget som muligt for at undgå brug af huller og minimere signalforsinkelse.

Placer jordplanet nær kloksignallaget så langt som muligt for at reducere støj og krydstale. Hvis der bruges et internt signallag, kan kloksignallaget klemmes mellem to jordplaner for at reducere støj og interferens. Forkort signalforsinkelse.

Ursignalet skal være korrekt tilpasset impedans.

(6) Sager, der kræver opmærksomhed ved højhastigheds systemkobling og ledninger.

Note the impedance matching of the differential signal.

Bemærk bredden på differentialsignallinjen, så den kan tåle 20% af signalstigning eller faldtid.

Med passende stik skal stikets nominelle frekvens opfylde designets højeste frekvens.

Kant-par-kobling skal bruges så langt som muligt for at undgå bredside-par-kobling, 3S-brøkregel bør bruges til at undgå overkobling eller krydsord.

(7) Bemærkninger om støjfiltrering til højhastighedssystemer.

Reducer lavfrekvensinterferens (under 1KHz) forårsaget af støj fra strømkilden, og tilføj afskærmnings- eller filtreringskredsløb ved hver strømkildeadgangsende.

Tilføj 100F elektrolytisk kondensatorfilter på hvert sted, hvor strømforsyningen kommer ind i printkortet.

For at reducere højfrekvent støj skal du placere så mange afkoblingskondensatorer på hver Vcc og GND som muligt.

Læg Vcc- og GND-planene parallelt, adskil dem med dielektrikum (f.eks. FR-4PCB), og læg bypass-kondensatorer i andre lag.

(8) Højhastighedssystem Ground Bounce

Prøv at tilføje en afkoblingskondensator til hvert Vcc/GND -signalpar.

En ekstern buffer tilføjes til outputenden af ​​højhastigheds-reverseringssignaler såsom tællere for at reducere kravet til kørekapacitet.

Slow Slew (lav stigning) er indstillet til udgangssignaler, der ikke kræver hård hastighed.

Kontroller belastningsreaktans.

Reducer urets vendesignal, eller fordel det så jævnt som muligt omkring chippen.

Signalet, der vender ofte, er så tæt på chipens GND -pin som muligt.

Designet af synkront timingkredsløb bør undgå øjeblikkelig vending af output.

Afledning af strømforsyningen og jorden kan spille en rolle i den samlede induktans.