Si dans cet âge intelligent, dans ce domaine, vous voulez avoir une compétence en FPGA, alors le monde vous abandonnera, le Times vous abandonnera.

Considérations pour le système à grande vitesse PCB design related to serdes applications are as follows:

(1) Câblage Microruban et Stripline.

Les lignes microruban sont câblées sur la couche de signal externe d’un plan de référence (GND ou Vcc) séparés par des supports électriques pour minimiser les retards ; Les fils plats sont acheminés dans la couche de signal interne entre les deux plans de référence (GND ou Vcc) pour une plus grande réactance capacitive, un contrôle d’impédance plus facile et un signal plus propre, comme indiqué sur la figure.

La ligne microruban et la ligne strip sont les meilleures pour le câblage

(2) câblage de signal différentiel à grande vitesse.

Les méthodes de câblage courantes pour les paires de signaux différentiels à grande vitesse comprennent le microruban à couplage de bord (couche supérieure), la ligne de ruban à couplage de bord (couche de signal intégrée, adaptée à la paire de signaux différentiels SERDES à grande vitesse) et le microruban à couplage large, comme indiqué sur la figure.

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. Il existe trois types de condensateurs de dérivation principalement appliqués dans le système FPGA : les condensateurs de dérivation du système haute vitesse (100 MHz ~ 1 GHz) couramment utilisés vont de 0.01 nF à 10 nF, généralement distribués à moins de 1 cm de Vcc ; Système à vitesse moyenne (plus de dix MHZ 100MHz), la plage de condensateurs de dérivation commune est de 47nF à 100nF de condensateur au tantale, généralement à moins de 3 cm de Vcc; Système à basse vitesse (moins de 10 MHZ), la plage de condensateurs de dérivation couramment utilisée est de 470nF à 3300nF, la disposition sur le PCB est relativement libre.

(4) Câblage optimal de capacité.

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

Câblage optimal capacitif

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.

Chaque broche ou trou GND doit être connecté au plan de masse.

(5) Points clés du câblage de l’horloge système à grande vitesse.

Évitez les enroulements en zigzag et acheminez les horloges aussi droit que possible.

Essayez de router dans une seule couche de signal.

N’utilisez pas autant que possible des trous traversants, car les trous traversants introduiront de fortes réflexions et des décalages d’impédance.

Utilisez autant que possible un câblage microruban dans la couche supérieure pour éviter l’utilisation de trous et minimiser le retard du signal.

Placez le plan de masse près de la couche de signal d’horloge autant que possible pour réduire le bruit et la diaphonie. Si une couche de signal interne est utilisée, la couche de signal d’horloge peut être prise en sandwich entre deux plans de masse pour réduire le bruit et les interférences. Raccourcir le retard du signal.

L’impédance du signal d’horloge doit être correctement adaptée.

(6) Questions nécessitant une attention particulière dans le couplage et le câblage du système à grande vitesse.

Note the impedance matching of the differential signal.

Notez la largeur de la ligne de signal différentiel afin qu’elle puisse tolérer 20 % du temps de montée ou de descente du signal.

Avec des connecteurs appropriés, la fréquence nominale du connecteur doit correspondre à la fréquence la plus élevée de la conception.

Le couplage par couple de bord doit être utilisé dans la mesure du possible pour éviter le couplage par couple transversal, la règle fractionnelle 3S doit être utilisée pour éviter le surcouplage ou les mots croisés.

(7) Notes sur le filtrage du bruit pour les systèmes à grande vitesse.

Réduisez les interférences basse fréquence (inférieures à 1 KHz) causées par le bruit de la source d’alimentation et ajoutez un circuit de blindage ou de filtrage à chaque extrémité d’accès à la source d’alimentation.

Ajoutez un filtre à condensateur électrolytique 100F à chaque endroit où l’alimentation électrique pénètre dans le PCB.

Pour réduire le bruit à haute fréquence, placez autant de condensateurs de découplage à chaque Vcc et GND que possible.

Disposez les plans Vcc et GND en parallèle, séparez-les avec des diélectriques (tels que FR-4PCB) et disposez les condensateurs de dérivation dans d’autres couches.

(8) Rebond au sol du système à grande vitesse

Essayez d’ajouter un condensateur de découplage à chaque paire de signaux Vcc/GND.

Un tampon externe est ajouté à l’extrémité de sortie des signaux d’inversion à grande vitesse tels que les compteurs pour réduire les exigences de capacité de conduite.

Le mode Slow Slew (faible pente) a été défini pour les signaux de sortie qui ne nécessitent pas de vitesse sévère.

Contrôler la réactance de la charge.

Réduisez le signal de basculement de l’horloge ou répartissez-le aussi uniformément que possible autour de la puce.

Le signal qui bascule fréquemment est aussi proche que possible de la broche GND de la puce.

La conception du circuit de synchronisation synchrone doit éviter l’inversion instantanée de la sortie.

La dérivation de l’alimentation et de la terre peut jouer un rôle dans l’inductance globale.