Jika di zaman yang cerdas ini, di bidang ini, Anda ingin memiliki keterampilan dalam FPGA, maka dunia akan meninggalkan Anda, The Times akan meninggalkan Anda.

Pertimbangan untuk sistem kecepatan tinggi PCB design related to serdes applications are as follows:

(1) Kabel Microstrip dan Stripline.

Garis mikrostrip adalah kabel di atas lapisan sinyal luar dari bidang referensi (GND atau Vcc) yang dipisahkan oleh media listrik untuk meminimalkan penundaan; Kabel pita dirutekan di lapisan sinyal bagian dalam antara dua bidang referensi (GND atau Vcc) untuk reaktansi kapasitif yang lebih besar, kontrol impedansi yang lebih mudah, dan sinyal yang lebih bersih, seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Garis mikrostrip dan garis strip adalah yang terbaik untuk pengkabelan

(2) kabel sinyal diferensial berkecepatan tinggi.

Metode pengkabelan umum untuk pasangan sinyal diferensial kecepatan tinggi termasuk mikrostrip Edge Coupled (lapisan atas), garis pita Edge Coupled (lapisan sinyal tertanam, cocok untuk pasangan sinyal diferensial SERDES kecepatan tinggi) dan mikrostrip Broadside Coupled, seperti yang ditunjukkan pada gambar.

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. Ada tiga jenis kapasitor bypass yang terutama diterapkan dalam sistem FPGA: sistem kecepatan tinggi (100MHz~1GHz) kapasitor bypass yang umum digunakan berkisar dari 0.01nF hingga 10nF, umumnya didistribusikan dalam jarak 1cm dari Vcc; Sistem kecepatan sedang (lebih dari sepuluh MHZ 100MHz), kisaran kapasitor bypass yang umum adalah kapasitor tantalum 47nF hingga 100nF, umumnya dalam jarak 3cm dari Vcc; Sistem kecepatan rendah (kurang dari 10 MHZ), kisaran kapasitor bypass yang umum digunakan adalah kapasitor 470nF hingga 3300nF, tata letak pada PCB relatif gratis.

(4) Pengkabelan kapasitansi yang optimal.

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

Kabel optimal kapasitif

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.

Setiap pin atau lubang GND harus terhubung ke ground plane.

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

Hindari putaran zigzag dan rutekan jam selurus mungkin.

Cobalah untuk merutekan dalam satu lapisan sinyal.

Jangan gunakan lubang tembus sebanyak mungkin, karena lubang tembus akan menimbulkan ketidaksesuaian refleksi dan impedansi yang kuat.

Gunakan kabel mikrostrip di lapisan atas sebanyak mungkin untuk menghindari penggunaan lubang dan meminimalkan penundaan sinyal.

Tempatkan ground plane di dekat lapisan sinyal clock sejauh mungkin untuk mengurangi noise dan crosstalk. Jika lapisan sinyal internal digunakan, lapisan sinyal jam dapat diapit di antara dua bidang dasar untuk mengurangi kebisingan dan interferensi. Mempersingkat penundaan sinyal.

Sinyal clock harus dicocokkan dengan impedansi yang benar.

(6) Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam kopling dan perkabelan sistem kecepatan tinggi.

Note the impedance matching of the differential signal.

Perhatikan lebar garis sinyal diferensial sehingga dapat mentolerir 20% waktu naik atau turun sinyal.

Dengan konektor yang sesuai, frekuensi pengenal konektor harus memenuhi frekuensi tertinggi dari desain.

Kopling edge-couple harus digunakan sejauh mungkin untuk menghindari kopling broadside-couple, aturan pecahan 3S harus digunakan untuk menghindari over-coupling atau teka-teki silang.

(7) Catatan tentang penyaringan kebisingan untuk sistem kecepatan tinggi.

Kurangi interferensi frekuensi rendah (di bawah 1KHz) yang disebabkan oleh kebisingan sumber daya, dan tambahkan sirkuit pelindung atau filter di setiap ujung akses sumber daya.

Tambahkan filter kapasitor elektrolit 100F di setiap tempat di mana catu daya memasuki PCB.

Untuk mengurangi kebisingan frekuensi tinggi, tempatkan kapasitor decoupling sebanyak mungkin pada setiap Vcc dan GND.

Letakkan bidang Vcc dan GND secara paralel, pisahkan dengan dielektrik (seperti FR-4PCB), dan letakkan kapasitor bypass di lapisan lain.

(8) Sistem Ground Bounce berkecepatan tinggi

Coba tambahkan kapasitor decoupling ke setiap pasangan sinyal Vcc/GND.

Buffer eksternal ditambahkan ke ujung keluaran sinyal pembalikan kecepatan tinggi seperti penghitung untuk mengurangi kebutuhan kapasitas mengemudi.

Mode Slow Slew (low-rise-slope) diatur untuk sinyal output yang tidak memerlukan kecepatan tinggi.

Kontrol reaktansi beban.

Kurangi sinyal pembalikan jam, atau distribusikan secara merata di sekitar chip.

Sinyal yang sering membalik sedekat mungkin dengan pin GND chip.

Desain rangkaian waktu sinkron harus menghindari pembalikan keluaran seketika.

Mengalihkan catu daya dan tanah dapat memainkan peran dalam induktansi keseluruhan.