ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ഔട്ട്പുട്ട് സ്വിച്ചിംഗ് സ്പീഡ് വർദ്ധിക്കുന്നതിനൊപ്പം പിസിബി ബോർഡ് density, Signal Integrity has become one of the issues that must be concerned in high-speed digital PCB design. The parameters of components and PCB board, the layout of components on PCB board, the wiring of high-speed Signal line and other factors, Can cause problems with signal integrity.

For PCB layouts, signal integrity requires a board layout that does not affect signal timing or voltage, while for circuit wiring, signal integrity requires termination elements, layout strategies, and wiring information. ഒരു PCB-യിലെ ഉയർന്ന സിഗ്നൽ വേഗത, എൻഡ് ഘടകങ്ങളുടെ തെറ്റായ പ്ലെയ്‌സ്‌മെന്റ്, അല്ലെങ്കിൽ ഹൈ-സ്പീഡ് സിഗ്നലുകളുടെ തെറ്റായ വയറിംഗ് എന്നിവ സിഗ്നൽ ഇന്റഗ്രിറ്റി പ്രശ്‌നങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും, ഇത് സിസ്റ്റത്തെ തെറ്റായ ഡാറ്റ ഔട്ട്‌പുട്ട് ചെയ്യുന്നതിനും സർക്യൂട്ട് തെറ്റായി പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനും അല്ലെങ്കിൽ പ്രവർത്തിക്കാതിരിക്കുന്നതിനും കാരണമാകും. How to take signal integrity into full consideration and take effective control measures in PCB design has become a hot topic in PCB design industry.

Signal integrity Problem Good signal integrity means that the signal can respond with the correct timing and voltage level values when required. നേരെമറിച്ച്, സിഗ്നൽ ശരിയായി പ്രതികരിക്കാത്തപ്പോൾ, ഒരു സിഗ്നൽ ഇന്റഗ്രിറ്റി പ്രശ്നമുണ്ട്. സിഗ്നൽ ഇന്റഗ്രിറ്റി പ്രശ്നങ്ങൾ, സിഗ്നൽ വ്യതിയാനം, സമയ പിശകുകൾ, തെറ്റായ ഡാറ്റ, വിലാസം, നിയന്ത്രണ ലൈനുകൾ, സിസ്റ്റം തെറ്റായി പ്രവർത്തിക്കൽ, അല്ലെങ്കിൽ സിസ്റ്റം ക്രാഷ് എന്നിവയിലേക്ക് നയിക്കുകയോ നേരിട്ട് നയിക്കുകയോ ചെയ്യാം. പിസിബി ഡിസൈൻ പരിശീലന പ്രക്രിയയിൽ, ആളുകൾ ധാരാളം പിസിബി ഡിസൈൻ നിയമങ്ങൾ ശേഖരിച്ചു. പിസിബി ഡിസൈനിൽ, ഈ ഡിസൈൻ നിയമങ്ങൾ ശ്രദ്ധാപൂർവം പരാമർശിക്കുന്നതിലൂടെ പിസിബിയുടെ സിഗ്നൽ ഇന്റഗ്രിറ്റി മെച്ചമായി നേടാനാകും.

When designing PCB, we should first understand the design information of the whole circuit board, which mainly includes:

1. The number of devices, device size, device package, chip rate, whether PCB is divided into low speed, medium speed and high speed area, which is the interface input and output area;

2. The overall layout requirements, device layout location, whether there is a high power device, chip device heat dissipation special requirements;

3. സിഗ്നൽ ലൈനിന്റെ തരം, സ്പീഡ്, ട്രാൻസ്മിഷൻ ദിശ, സിഗ്നൽ ലൈനിന്റെ ഇം‌പെഡൻസ് നിയന്ത്രണ ആവശ്യകതകൾ, ബസ് സ്പീഡ് ദിശയും ഡ്രൈവിംഗ് സാഹചര്യവും, പ്രധാന സിഗ്നലുകളും സംരക്ഷണ നടപടികളും;

4. പവർ സപ്ലൈയുടെ തരം, ഗ്രൗണ്ട് തരം, പവർ സപ്ലൈക്കും ഗ്രൗണ്ടിനുമുള്ള ശബ്ദ സഹിഷ്ണുത ആവശ്യകതകൾ, പവർ സപ്ലൈയുടെയും ഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിനിന്റെയും ക്രമീകരണവും വിഭജനവും;

5. ക്ലോക്ക് ലൈനുകളുടെ തരങ്ങളും നിരക്കുകളും, ക്ലോക്ക് ലൈനുകളുടെ ഉറവിടവും ദിശയും, ക്ലോക്ക് കാലതാമസ ആവശ്യകതകൾ, ദൈർഘ്യമേറിയ ലൈൻ ആവശ്യകതകൾ.

പിസിബി ലേയേർഡ് ഡിസൈൻ

സർക്യൂട്ട് ബോർഡിന്റെ അടിസ്ഥാന വിവരങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കിയ ശേഷം, സർക്യൂട്ട് ബോർഡിന്റെ വിലയും സിഗ്നൽ സമഗ്രതയും ഡിസൈൻ ആവശ്യകതകൾ തൂക്കിനോക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ ന്യായമായ എണ്ണം വയറിംഗ് പാളികൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുക. At present, the circuit board has gradually developed from single layer, double layer and four layer to more multi-layer circuit board. Multi-layer PCB design can improve the reference surface of signal routing and provide backflow path for signal, which is the main measure to achieve good signal integrity. When designing PCB layering, follow the following rules:

1. റഫറൻസ് വിമാനം ഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിൻ ആയിരിക്കണം. Both power supply and ground plane can be used as reference plane, and both have certain shielding function. എന്നിരുന്നാലും, പവർ സപ്ലൈ വിമാനത്തിന്റെ ഷീൽഡിംഗ് ഇഫക്റ്റ് ഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിനേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്, കാരണം അതിന്റെ ഉയർന്ന സ്വഭാവ ഇം‌പെഡൻസും പവർ സപ്ലൈ വിമാനവും റഫറൻസ് ഗ്രൗണ്ട് ലെവലും തമ്മിലുള്ള വലിയ പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസവും.

2. Digital circuit and analog circuit are layered. ഡിസൈൻ ചെലവ് അനുവദിക്കുന്നിടത്ത്, ഡിജിറ്റൽ, അനലോഗ് സർക്യൂട്ടുകൾ പ്രത്യേക ലെയറുകളിൽ ക്രമീകരിക്കുന്നതാണ് നല്ലത്. If must want to arrange in same wiring layer, can use ditch, add earthing line, the method such as dividing line to remedy. അനലോഗ്, ഡിജിറ്റൽ ശക്തിയും ഗ്രൗണ്ടും വേർതിരിക്കേണ്ടതാണ്, ഒരിക്കലും മിശ്രണം ചെയ്യരുത്.

3. അടുത്തുള്ള പാളികളുടെ കീ സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് സെഗ്മെന്റേഷൻ ഏരിയയെ മറികടക്കുന്നില്ല. സിഗ്നലുകൾ പ്രദേശത്തുടനീളം ഒരു വലിയ സിഗ്നൽ ലൂപ്പ് ഉണ്ടാക്കുകയും ശക്തമായ വികിരണം സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യും. If the signal cable must cross the area when the ground cable is divided, a single point can be connected between the ground to form a connection bridge between the two ground points, and then the cable can be routed through the connection bridge.

4. ഘടകത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിന് താഴെ താരതമ്യേന പൂർണ്ണമായ ഒരു ഭൂതലം ഉണ്ടായിരിക്കണം. മൾട്ടിലെയർ പ്ലേറ്റിനായി ഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിനിന്റെ സമഗ്രത കഴിയുന്നിടത്തോളം നിലനിർത്തണം. ഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിനിൽ സിഗ്നൽ ലൈനുകൾ പ്രവർത്തിക്കാൻ സാധാരണയായി അനുവദിക്കില്ല.

5, ഉയർന്ന ആവൃത്തി, ഉയർന്ന വേഗത, ക്ലോക്ക്, മറ്റ് പ്രധാന സിഗ്നൽ ലൈനുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് അടുത്തുള്ള ഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിൻ ഉണ്ടായിരിക്കണം. In this way, the distance between signal line and ground line is only the distance between PCB layers, so the actual current always flows in the ground line directly below the signal line, forming the smallest signal loop area and reducing radiation.

How to design the signal of integrity PCB

PCB layout design

അച്ചടിച്ച ബോർഡിന്റെ സിഗ്നൽ ഇന്റഗ്രിറ്റി ഡിസൈനിന്റെ താക്കോൽ ലേഔട്ടും വയറിംഗും ആണ്, ഇത് പിസിബിയുടെ പ്രകടനവുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. Prior to layout, the PCB size must be determined to meet the function at the lowest possible cost. പിസിബി വളരെ വലുതും വിതരണം ചെയ്യുന്നതുമാണെങ്കിൽ, ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈൻ വളരെ ദൈർഘ്യമേറിയതാകാം, തൽഫലമായി, പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കുകയും, ശബ്ദ പ്രതിരോധം കുറയുകയും, ചെലവ് വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യും. If the components are placed together, heat dissipation is poor, and coupling crosstalk may occur in adjacent wiring. അതിനാൽ, വൈദ്യുതകാന്തിക അനുയോജ്യത, താപ വിസർജ്ജനം, ഇന്റർഫേസ് ഘടകങ്ങൾ എന്നിവ കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, ലേഔട്ട് സർക്യൂട്ടിന്റെ പ്രവർത്തന യൂണിറ്റുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതായിരിക്കണം.

When laying out a PCB with mixed digital and analog signals, do not mix digital and analog signals. അനലോഗ്, ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലുകൾ മിശ്രണം ചെയ്യേണ്ടതുണ്ടെങ്കിൽ, ക്രോസ്-കപ്ലിംഗിന്റെ പ്രഭാവം കുറയ്ക്കുന്നതിന് ലംബമായി ലൈൻ ചെയ്യുന്നത് ഉറപ്പാക്കുക. സർക്യൂട്ട് ബോർഡിലെ ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ട്, അനലോഗ് സർക്യൂട്ട്, ശബ്ദമുണ്ടാക്കുന്ന സർക്യൂട്ട് എന്നിവ വേർതിരിച്ച്, സെൻസിറ്റീവ് സർക്യൂട്ട് ആദ്യം റൂട്ട് ചെയ്യണം, കൂടാതെ സർക്യൂട്ടുകൾക്കിടയിലുള്ള കപ്ലിംഗ് പാത ഒഴിവാക്കണം. പ്രത്യേകിച്ചും, ക്ലോക്ക്, റീസെറ്റ്, ഇന്ററപ്റ്റ് ലൈനുകൾ എന്നിവ പരിഗണിക്കുക, ഈ ലൈനുകളെ ഉയർന്ന കറന്റ് സ്വിച്ച് ലൈനുകളുമായി സമാന്തരമാക്കരുത്, അല്ലാത്തപക്ഷം ഇലക്ട്രോമാഗ്നെറ്റിക് കപ്ലിംഗ് സിഗ്നലുകൾ വഴി എളുപ്പത്തിൽ കേടുപാടുകൾ സംഭവിക്കുന്നു, ഇത് അപ്രതീക്ഷിതമായി പുനഃസജ്ജമാക്കുകയോ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയോ ചെയ്യുന്നു. The overall layout should follow the following principles:

1. പിസിബിയിലെ ഫങ്ഷണൽ പാർട്ടീഷൻ ലേഔട്ട്, അനലോഗ് സർക്യൂട്ട്, ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ട് എന്നിവയ്ക്ക് വ്യത്യസ്ത സ്പേഷ്യൽ ലേഔട്ട് ഉണ്ടായിരിക്കണം.

2. ഫങ്ഷണൽ സർക്യൂട്ട് യൂണിറ്റുകൾ ക്രമീകരിക്കാൻ സർക്യൂട്ട് സിഗ്നൽ പ്രക്രിയ അനുസരിച്ച്, സിഗ്നൽ ഒരേ ദിശ നിലനിർത്താൻ അങ്ങനെ.

3. Take the core components of each functional circuit unit as the center, and other components are arranged around it.

4. Shorten the connection between high-frequency components as much as possible and try to reduce their distribution parameters.

5. Easily disturbed components should not be too close to each other, input and output components should be far away.

How to design the signal of integrity PCB

പിസിബി വയറിംഗ് ഡിസൈൻ

പിസിബി വയറിംഗിന് മുമ്പ് എല്ലാ സിഗ്നൽ ലൈനുകളും തരംതിരിച്ചിരിക്കണം. First of all, clock line, sensitive signal line, and then high-speed signal line, in order to ensure that this kind of signal through the hole is enough, distribution parameters of good characteristics, and then general unimportant signal line.

Incompatible signal lines should be far away from each other and do not parallel wiring, such as digital and analog, high speed and low speed, high current and small current, high voltage and low voltage. ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് കുറയ്ക്കുന്നതിന് വ്യത്യസ്ത പാളികളിലെ സിഗ്നൽ കേബിളുകൾ പരസ്പരം ലംബമായി റൂട്ട് ചെയ്യണം. സിഗ്നലിന്റെ ഫ്ലോ ദിശ അനുസരിച്ച് സിഗ്നൽ ലൈനുകളുടെ ക്രമീകരണം മികച്ച രീതിയിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒരു സർക്യൂട്ടിന്റെ ഔട്ട്പുട്ട് സിഗ്നൽ ലൈൻ ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ ലൈൻ ഏരിയയിലേക്ക് തിരികെ കൊണ്ടുവരാൻ പാടില്ല. High-speed signal lines should be kept as short as possible to avoid interfering with other signal lines. ഇരട്ട പാനലിൽ, ആവശ്യമെങ്കിൽ, ഹൈ-സ്പീഡ് സിഗ്നൽ ലൈനിന്റെ ഇരുവശത്തും ഐസൊലേഷൻ ഗ്രൗണ്ട് വയർ ചേർക്കാവുന്നതാണ്. മൾട്ടിലെയർ ബോർഡിലെ എല്ലാ ഹൈ-സ്പീഡ് ക്ലോക്ക് ലൈനുകളും ക്ലോക്ക് ലൈനുകളുടെ നീളം അനുസരിച്ച് ഷീൽഡ് ചെയ്യണം.

വയറിങ്ങിനുള്ള പൊതുതത്ത്വങ്ങൾ ഇവയാണ്:

1. കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള വയറിംഗ് ഡിസൈൻ തിരഞ്ഞെടുക്കാൻ കഴിയുന്നിടത്തോളം, സിഗ്നൽ വയറിംഗ് കഴിയുന്നിടത്തോളം കനം സ്ഥിരതയുള്ളതും ഇം‌പെഡൻസ് പൊരുത്തപ്പെടുത്തലിന് അനുയോജ്യവുമാണ്. Rf സർക്യൂട്ടിനായി, സിഗ്നൽ ലൈൻ ദിശ, വീതി, ലൈൻ സ്പേസിംഗ് എന്നിവയുടെ യുക്തിരഹിതമായ രൂപകൽപ്പന സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനുകൾക്കിടയിൽ ക്രോസ് ഇടപെടലിന് കാരണമായേക്കാം.

2. അടുത്തുള്ള ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് വയറുകളും ദീർഘദൂര പാരലൽ വയറിംഗും ഒഴിവാക്കാൻ കഴിയുന്നിടത്തോളം. സമാന്തര സിഗ്നൽ ലൈനുകളുടെ ക്രോസ്സ്റ്റോക്ക് കുറയ്ക്കുന്നതിന്, സിഗ്നൽ ലൈനുകൾക്കിടയിലുള്ള അകലം വർദ്ധിപ്പിക്കാം, അല്ലെങ്കിൽ സിഗ്നൽ ലൈനുകൾക്കിടയിൽ ഐസൊലേഷൻ ബെൽറ്റുകൾ ചേർക്കാം.

3. പിസിബിയിലെ ലൈൻ വീതി ഏകതാനമായിരിക്കണം കൂടാതെ ലൈൻ വീതി മ്യൂട്ടേഷൻ ഉണ്ടാകരുത്. പിസിബി വയറിംഗ് ബെൻഡ് 90 ഡിഗ്രി കോർണർ ഉപയോഗിക്കരുത്, ആർക്ക് അല്ലെങ്കിൽ 135 ഡിഗ്രി ആംഗിൾ ഉപയോഗിക്കണം, ലൈൻ ഇം‌പെഡൻസിന്റെ തുടർച്ച നിലനിർത്താൻ കഴിയുന്നിടത്തോളം.

4. Minimize the area of the current loop. The external radiation intensity of current-carrying circuit is proportional to the current passing through, the loop area and the square of signal frequency. Reducing the current loop area can reduce the ELECTROMAGNETIC interference of PCB.

5. വയർ നീളം കുറയ്ക്കാൻ കഴിയുന്നിടത്തോളം, വയറിന്റെ വീതി കൂട്ടുക, വയർ ഇംപെഡൻസ് കുറയ്ക്കാൻ സഹായകമാണ്.

6. സ്വിച്ച് കൺട്രോൾ സിഗ്നലുകൾക്ക്, ഒരേ സമയം സംസ്ഥാനം മാറ്റുന്ന സിഗ്നൽ പിസിബി വയറിംഗിന്റെ എണ്ണം കഴിയുന്നിടത്തോളം കുറയ്ക്കണം.