אם בעידן האינטליגנטי הזה, בתחום הזה, אתה רוצה להיות בעל מיומנות ב- FPGA, אז העולם יפקיר אותך, הטיימס יפקיר אותך.

שיקולים למערכת במהירות גבוהה PCB העיצוב הקשור ליישומי סרדס הוא כדלקמן:

(1) חיווט Microstrip ו Stripline.

קווי מיקרו -סטריפ מחברים מעל שכבת האות החיצונית של מטוס התייחסות (GND או Vcc) המופרדים על ידי מדיה חשמלית כדי למזער עיכובים; חוטי הסרט מנותבים בשכבת האות הפנימית בין שני מטוסי ההתייחסות (GND או Vcc) לתגובה קיבולית גדולה יותר, שליטה עכבה קלה יותר ואות נקי יותר, כפי שמוצג באיור.

קו מיקרוסטריפ וקו רצועה הם הטובים ביותר לחיווט

(2) חיווט אות דיפרנציאלי במהירות גבוהה.

שיטות חיווט נפוצות לזוג אותות דיפרנציאליים במהירות גבוהה כוללות מיקרו-רצועת Edge Coupled (שכבה עליונה), קו סרט מצופה Edge (שכבת אות מוטמעת, מתאים לזוג אותות דיפרנציאליים במהירות גבוהה) ו- Broadside Coupled microstrip, כפי שמוצג באיור.

חיווט זוג אותות דיפרנציאל במהירות גבוהה

(3) קיבול עקיפה (BypassCapacitor).

קבל עקיפה הוא קבל קטן בעל עכבת סדרה נמוכה מאוד, המשמש בעיקר לסינון הפרעות בתדירות גבוהה באותות המרה במהירות גבוהה. ישנם שלושה סוגים של קבלים מעקפים המיושמים בעיקר במערכת FPGA: מערכת מהירה (100MHz ~ 1GHz) נפוצה של קבלים עוקפים שבין 0.01nF ל- 10nF, בדרך כלל מופצים בטווח של 1 ס”מ מה- Vcc; מערכת במהירות בינונית (יותר מעשרה MHZ 100MHz), טווח קבלים המעקפים הנפוץ הוא 47nF עד 100nF קבל טנטל, בדרך כלל בטווח של 3 ס”מ מ- Vcc; מערכת במהירות נמוכה (פחות מ -10 MHZ), טווח קבלים העוקפים הנפוץ הוא 470nF עד 3300nF קבלים, הפריסה על הלוח הפנוי יחסית יחסית.

(4) קיבול אופטימלי חיווט.

חיווט קבלים יכול לפעול בהתאם להנחיות העיצוב הבאות, כפי שמוצג.

חיווט אופטימלי קיבולי

רפידות סיכה קיבוליות מחוברות באמצעות חורים גדולים דרך דרך (Via) כדי להפחית את תגובת הצימוד.

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.

נעשה שימוש בקבלים LESR (התנגדות סדרה נמוכה).

כל סיכה או חור של GND צריכים להיות מחוברים למישור הקרקע.

(5) נקודות מפתח בחיווט שעון מערכת במהירות גבוהה.

הימנע מפיתול זיגזג ושעוני מסלול כמה שיותר ישרים.

נסה לנתב בשכבת אות אחת.

אין להשתמש בחורים דרך ככל האפשר, שכן חורים דרך יציגו השתקפות חזקה ואי התאמות עכבה.

השתמש ככל האפשר בחיווט במיקרו -סטריפ בשכבה העליונה כדי להימנע משימוש בחורים ולמזער את עיכוב האות.

מקם את המטוס הקרקע ליד שכבת אות השעון ככל האפשר כדי להפחית רעש והצלחות. אם משתמשים בשכבת אות פנימית, ניתן להדביק את שכבת אות השעון בין שני מטוסים קרקעיים כדי להפחית רעש והפרעות. קצר את עיכוב האות.

יש להתאים את אות השעון כראוי לעכבה.

(6) עניינים הזקוקים לתשומת לב בחיבור מערכת מהירה וחיווט.

Note the impedance matching of the differential signal.

שים לב לרוחב קו האות הדיפרנציאלי כך שיוכל לסבול 20% מזמן עליית או ירידת האות.

עם מחברים מתאימים, התדר המדורג של המחבר צריך לעמוד בתדירות הגבוהה ביותר של העיצוב.

יש להשתמש בצימוד קצה-זוג ככל האפשר על מנת להימנע מצירוף של זוג צדדים, יש להשתמש בכלל 3S חלקי כדי להימנע מקישור יתר או תשבץ.

(7) הערות על סינון רעשים למערכות במהירות גבוהה.

הפחת הפרעות בתדירות נמוכה (מתחת ל- 1KHz) הנגרמות כתוצאה מרעש מקור החשמל, והוסף מעגל מיגון או סינון בכל קצה גישה למקור חשמל.

הוסף מסנן קבלים אלקטרוליטי 100F בכל מקום שבו אספקת החשמל נכנסת למעגל הלוח.

כדי להפחית רעש בתדר גבוה, מקם כמה שיותר קבלים ניתוק בכל Vcc ו- GND ככל האפשר.

הנח את מטוסי ה- Vcc ו- GND במקביל, הפריד אותם בעזרת דיאלקטריה (כגון FR-4PCB) ופרס קבלים עוקפים בשכבות אחרות.

(8) מערכת מהירות גבוהה

נסה להוסיף קבל ניתוק לכל זוג אותות Vcc/GND.

מאגר חיצוני נוסף לקצה הפלט של אותות היפוך מהירים כגון מונים כדי להפחית את הדרישה לכושר הנהיגה.

מצב האטה איטית (שיפוע נמוך) הוגדר לאותות פלט שלא דרשו מהירות קשה.

שליטה בתגובת עומס.

הפחת את אות ההפוך של השעון, או הפץ אותו באופן שווה ככל האפשר סביב השבב.

האות המתהפך לעתים קרובות קרוב ככל האפשר לסיכת ה- GND של השבב.

עיצוב מעגל התזמון הסינכרוני צריך להימנע מהיפוך מיידי של הפלט.

הסטת אספקת החשמל והקרקע יכולה לשחק תפקיד בהשראות הכוללת.