Εάν σε αυτήν την έξυπνη εποχή, σε αυτόν τον τομέα, θέλετε να έχετε μια ικανότητα στο FPGA, τότε ο κόσμος θα σας εγκαταλείψει, οι Times θα σας εγκαταλείψουν.

Σκέψεις για το σύστημα υψηλής ταχύτητας PCB design related to serdes applications are as follows:

(1) Καλωδίωση Microstrip και Stripline.

Οι γραμμές Microstrip καλωδιώνονται πάνω από το εξωτερικό στρώμα σήματος ενός επιπέδου αναφοράς (GND ή Vcc) που χωρίζονται με ηλεκτρικά μέσα για να ελαχιστοποιηθούν οι καθυστερήσεις. Τα καλώδια κορδέλας δρομολογούνται στο εσωτερικό στρώμα σήματος μεταξύ των δύο επιπέδων αναφοράς (GND ή Vcc) για μεγαλύτερη χωρητικότητα αντίδρασης, ευκολότερο έλεγχο σύνθετης αντίστασης και καθαρότερο σήμα, όπως φαίνεται στο σχήμα.

Η γραμμή Microstrip και η ταινία ταιριάζουν καλύτερα για καλωδίωση

(2) καλωδίωση διαφορικού σήματος υψηλής ταχύτητας.

Οι συνηθισμένες μέθοδοι καλωδίωσης για ζεύγος διαφορικού σήματος υψηλής ταχύτητας περιλαμβάνουν τη μικροδέση Edge Coupled (επάνω στρώμα), τη γραμμή κορδέλας Edge Coupled (ενσωματωμένο στρώμα σήματος, κατάλληλο για ζεύγος διαφορικού σήματος SERDES υψηλής ταχύτητας) και τη μικροδέσμη Broadside Coupled, όπως φαίνεται στο σχήμα.

Καλωδίωση ζεύγους διαφορικού σήματος υψηλής ταχύτητας

(3) χωρητικότητα παράκαμψης (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. Υπάρχουν τρία είδη πυκνωτών παράκαμψης που εφαρμόζονται κυρίως στο σύστημα FPGA: σύστημα υψηλής ταχύτητας (100MHz ~ 1GHz) οι πυκνωτές παράκαμψης που χρησιμοποιούνται συνήθως κυμαίνονται από 0.01nF έως 10nF, γενικά κατανεμημένοι εντός 1cm από Vcc. Σύστημα μέσης ταχύτητας (πάνω από δέκα MHZ 100MHz), το κοινό εύρος πυκνωτή παράκαμψης είναι 47nF έως 100nF πυκνωτής ταντάλιου, γενικά εντός 3cm από Vcc. Σύστημα χαμηλής ταχύτητας (μικρότερη από 10 MHZ), το ευρέως χρησιμοποιούμενο εύρος πυκνωτή παράκαμψης είναι 470nF έως 3300nF πυκνωτής, η διάταξη στο PCB είναι σχετικά δωρεάν.

(4) Βέλτιστη καλωδίωση χωρητικότητας.

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

Χωρητική βέλτιστη καλωδίωση

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.

Κάθε πείρος ή οπή GND πρέπει να συνδέεται με το επίπεδο γείωσης.

(5) Βασικά σημεία της καλωδίωσης ρολογιών συστήματος υψηλής ταχύτητας.

Αποφύγετε την περιτύλιξη με ζιγκ -ζαγκ και δρομολογήστε τα ρολόγια όσο πιο ευθεία γίνεται.

Προσπαθήστε να δρομολογήσετε σε ένα μόνο επίπεδο σήματος.

Μην χρησιμοποιείτε διαμπερείς οπές όσο το δυνατόν περισσότερο, καθώς οι διαμπερείς οπές θα εισάγουν ισχυρές αναντιστοιχίες ανάκλασης και σύνθετης αντίστασης.

Χρησιμοποιήστε την καλωδίωση microstrip στο επάνω στρώμα όσο το δυνατόν περισσότερο για να αποφύγετε τη χρήση οπών και να ελαχιστοποιήσετε την καθυστέρηση σήματος.

Τοποθετήστε το επίπεδο γείωσης κοντά στο επίπεδο σήματος ρολογιού στο μέτρο του δυνατού για να μειώσετε τον θόρυβο και τη διασταύρωση. Εάν χρησιμοποιείται εσωτερικό στρώμα σήματος, το επίπεδο σήματος ρολογιού μπορεί να τοποθετηθεί μεταξύ δύο επιπέδων γείωσης για να μειωθεί ο θόρυβος και οι παρεμβολές. Συντομεύστε την καθυστέρηση σήματος.

Το σήμα του ρολογιού πρέπει να αντιστοιχεί σωστά στη σύνθετη αντίσταση.

(6) Θέματα που χρήζουν προσοχής στη σύζευξη και την καλωδίωση συστήματος υψηλής ταχύτητας.

Note the impedance matching of the differential signal.

Σημειώστε το πλάτος της γραμμής διαφορικού σήματος έτσι ώστε να μπορεί να ανεχθεί το 20% του χρόνου ανόδου ή πτώσης του σήματος.

Με τους κατάλληλους συνδετήρες, η ονομαστική συχνότητα του συνδέσμου πρέπει να ανταποκρίνεται στην υψηλότερη συχνότητα του σχεδιασμού.

Η σύζευξη άκρου ζεύγους πρέπει να χρησιμοποιείται στο μέτρο του δυνατού για να αποφευχθεί η σύζευξη ευρείας ζεύγους, ο κλασματικός κανόνας 3S πρέπει να χρησιμοποιείται για την αποφυγή υπερσυζεύξεως ή σταυρόλεξου.

(7) Σημειώσεις σχετικά με το φιλτράρισμα θορύβου για συστήματα υψηλής ταχύτητας.

Μειώστε τις παρεμβολές χαμηλής συχνότητας (κάτω από 1KHz) που προκαλούνται από θόρυβο πηγής ενέργειας και προσθέστε κύκλωμα θωράκισης ή φιλτραρίσματος σε κάθε άκρο πρόσβασης στην πηγή ενέργειας.

Προσθέστε ηλεκτρολυτικό πυκνωτικό φίλτρο 100F σε κάθε σημείο όπου το τροφοδοτικό εισέρχεται στο PCB.

Για να μειώσετε τον θόρυβο υψηλής συχνότητας, τοποθετήστε όσο το δυνατόν περισσότερους πυκνωτές αποσύνδεσης σε κάθε Vcc και GND.

Τοποθετήστε τα επίπεδα Vcc και GND παράλληλα, χωρίστε τα με διηλεκτρικά (όπως το FR-4PCB) και τοποθετήστε πυκνωτές παράκαμψης σε άλλα στρώματα.

(8) Σύστημα υψηλής ταχύτητας Ground Bounce

Προσπαθήστε να προσθέσετε έναν πυκνωτή αποσύνδεσης σε κάθε ζεύγος σημάτων Vcc/GND.

Ένα εξωτερικό ρυθμιστικό προστίθεται στο άκρο εξόδου σημάτων αντιστροφής υψηλής ταχύτητας, όπως μετρητές, για να μειώσει την απαίτηση οδήγησης.

Η λειτουργία Slow Slew (χαμηλής ανόδου-κλίσης) ορίστηκε για σήματα εξόδου που δεν απαιτούσαν μεγάλη ταχύτητα.

Έλεγχος αντίδρασης φορτίου.

Μειώστε το σήμα ανατροπής ρολογιού ή διανείμετέ το όσο πιο ομοιόμορφα γίνεται γύρω από το τσιπ.

Το σήμα που αναστρέφεται συχνά είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στον ακροδέκτη GND του τσιπ.

Ο σχεδιασμός του σύγχρονου κυκλώματος χρονισμού θα πρέπει να αποφεύγει την στιγμιαία αντιστροφή της εξόδου.

Η εκτροπή της τροφοδοσίας και του εδάφους μπορεί να παίξει ρόλο στη συνολική επαγωγή.