اگر در این عصر هوشمند ، در این زمینه ، می خواهید در FPGA مهارت داشته باشید ، جهان شما را رها می کند ، تایمز شما را رها می کند.

ملاحظاتی برای سیستم های پرسرعت PCB design related to serdes applications are as follows:

(1) سیم کشی Microstrip و Stripline.

خطوط Microstrip در حال سیم کشی بر روی لایه سیگنال خارجی یک صفحه مرجع (GND یا Vcc) هستند که توسط رسانه های الکتریکی جدا شده اند تا تاخیرها را به حداقل برسانند. سیمهای روبان در لایه سیگنال داخلی بین دو صفحه مرجع (GND یا Vcc) جهت راکتانس خازنی بیشتر ، کنترل امپدانس آسانتر و سیگنال تمیزتر ، همانطور که در شکل نشان داده شده است ، هدایت می شوند.

خط Microstrip و خط نوار برای سیم کشی بهترین هستند

(2) سیم کشی سیگنال دیفرانسیل با سرعت بالا.

روشهای متداول سیم کشی برای جفت سیگنال دیفرانسیل با سرعت بالا شامل میکرواستریپ Edge Coupled (لایه بالایی) ، خط روبان Edge Coupled (لایه سیگنال تعبیه شده ، مناسب برای جفت سیگنال دیفرانسیل SERDES با سرعت بالا) و میکرواستری Broadside Coupled ، همانطور که در شکل نشان داده شده است.

High speed differential signal pair wiring

(3) bypass capacitance (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. سه نوع خازن بای پس وجود دارد که عمدتا در سیستم FPGA استفاده می شود: سیستم با سرعت بالا (100 مگاهرتز ~ 1 گیگاهرتز) که معمولاً از خازن های بای پس استفاده می شود از 0.01nF تا 10nF ، عموماً در فاصله 1cm از Vcc توزیع می شود. سیستم سرعت متوسط ​​(بیش از ده MHZ 100 مگاهرتز) ، محدوده خازن بای پس معمولی خازن تانتالیومی 47nF تا 100nF است که عموماً در 3cm Vcc قرار دارد. سیستم کم سرعت (کمتر از 10 مگاهرتز) ، محدوده خازن بای پس که معمولاً استفاده می شود 470nF تا 3300nF است ، طرح روی PCB نسبتاً رایگان است.

(4) سیم کشی بهینه ظرفیت.

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

سیم کشی بهینه خازنی

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.

هر پین یا سوراخ GND باید به سطح زمین متصل شود.

(5) Key points of high-speed system clock wiring.

تا جایی که ممکن است از پیچاندن زیگزاگ و مسیریابی ساعت ها خودداری کنید.

سعی کنید در یک لایه سیگنال واحد مسیریابی کنید.

تا جایی که ممکن است از سوراخ ها استفاده نکنید ، زیرا سوراخ ها انعکاس قوی و ناسازگاری امپدانس را ایجاد می کنند.

تا جایی که امکان دارد از سیم کشی میکرواستریپ در لایه بالایی استفاده کنید تا از استفاده از سوراخ ها جلوگیری کرده و تاخیر سیگنال را به حداقل برسانید.

تا جایی که ممکن است سطح زمین را در نزدیکی لایه سیگنال ساعت قرار دهید تا نویز و صدای متقابل کاهش یابد. در صورت استفاده از لایه سیگنال داخلی ، می توان لایه سیگنال ساعت را بین دو صفحه زمین قرار داد تا نویز و تداخل را کاهش دهد. تاخیر سیگنال را کوتاه کنید.

سیگنال ساعت باید به طور صحیح با امپدانس مطابقت داشته باشد.

(6) مواردی که در اتصال و سیم کشی سیستم با سرعت بالا نیاز به توجه دارند.

Note the impedance matching of the differential signal.

به عرض خط سیگنال دیفرانسیل توجه کنید تا بتواند 20٪ زمان افزایش یا کاهش سیگنال را تحمل کند.

با اتصالات مناسب ، فرکانس نامی کانکتور باید بیشترین فرکانس طراحی را داشته باشد.

از جفت شدن لبه تا حد امکان برای جلوگیری از جفت شدن زوج های پهن استفاده شود ، از قانون کسری 3S برای جلوگیری از جفت شدن بیش از حد یا جدول کلمات متقاطع استفاده شود.

(7) نکاتی در مورد فیلتر نویز برای سیستم های با سرعت بالا.

تداخل فرکانس پایین (کمتر از 1 کیلوهرتز) ناشی از نویز منبع تغذیه را کاهش دهید و در هر انتهای دسترسی منبع تغذیه ، مدار محافظ یا فیلتر را اضافه کنید.

فیلتر خازن الکترولیتی 100F را در هر مکانی که منبع تغذیه وارد PCB می شود اضافه کنید.

برای کاهش نویز با فرکانس بالا ، تا حد امکان خازن های جدا کننده را در هر Vcc و GND قرار دهید.

صفحات Vcc و GND را به صورت موازی قرار دهید ، آنها را با دی الکتریک (مانند FR-4PCB) جدا کرده و خازن های بای پس را در لایه های دیگر قرار دهید.

(8) سیستم پر سرعت Ground Bounce

سعی کنید به هر جفت سیگنال Vcc/GND یک خازن جدا کننده اضافه کنید.

یک بافر خارجی به انتهای خروجی سیگنالهای برگشت سریع مانند شمارنده اضافه می شود تا نیاز به ظرفیت رانندگی را کاهش دهد.

حالت Slow Slew (شیب کم بالا) برای سیگنال های خروجی که به سرعت شدید نیاز ندارند تنظیم شد.

کنترل راکتانس بار

سیگنال چرخش ساعت را کاهش دهید یا آن را تا حد ممکن به طور یکنواخت در اطراف تراشه پخش کنید.

سیگنالی که مرتباً تلنگر می زند تا آنجا که ممکن است به پین ​​GND تراشه نزدیک است.

طراحی مدار زمان بندی همزمان باید از برگشت لحظه ای خروجی جلوگیری کند.

انحراف منبع تغذیه و زمین می تواند در استقراء کلی نقش داشته باشد.