Высокоскоростная печатная плата Дизайн относится к любому проекту, в котором на целостность сигнала начинают влиять физические характеристики печатной платы, такие как компоновка, упаковка, межсоединение и наложение слоев. Более того, когда вы начинаете проектировать платы и сталкиваетесь с такими проблемами, как задержка, перекрестные помехи, отражение или излучение, вы вступаете в область проектирования высокоскоростных печатных плат.

Сосредоточение внимания на этих вопросах делает высокоскоростной дизайн таким уникальным. Возможно, вы привыкли к разработке простой печатной платы, ориентированной на размещение компонентов и проводку. Однако при использовании высокоскоростных конструкций более важно учитывать такие факторы, как их расстояние от сигнала, ширина сигнала, место их размещения и тип пути. Связь. Кроме того, с учетом этих факторов, процесс проектирования печатной платы выйдет на более высокий уровень.

Навыки высокоскоростного проектирования печатных плат

1. Знайте программное обеспечение для проектирования, которое предлагает расширенные возможности

Для быстрого проектирования в программном обеспечении САПР требуется множество сложных функций. Кроме того, может быть не так много программ для любителей, и часто отсутствуют дополнительные параметры, основанные на веб-пакете. Следовательно, вам нужно лучше разбираться в мощных инструментах САПР.

2. Автомагистрали

Когда дело доходит до высокоскоростной проводки, проектировщикам необходимо понимать правила базовой проводки, в том числе не обрезать заземляющие соединения и поддерживать короткую проводку. Поэтому предотвращайте перекрестные помехи на определенном расстоянии по цифровой линии и экранируйте все генераторы помех, чтобы не повредить целостность сигнала.

3. Кабельная проводка с контролем импеданса.

Для некоторых сигналов около 40–120 Ом требуется согласование импеданса. Признаком согласования характеристического импеданса является антенна и множество разностных пар.

Важно, чтобы дизайнер понимал, как рассчитать ширину линии и необходимые значения импеданса для ламинирования. Если значение импеданса неверно, это может серьезно повлиять на сигнал, что приведет к повреждению данных.

4. Трасса согласования длины

В шине высокоскоростной памяти и интерфейсной шине много линий. Эти линии могут работать на очень высоких частотах, поэтому очень важно, чтобы сигналы проходили одновременно от передающего конца к принимающему. Кроме того, для этого требуется функция, называемая согласованием длины. Поэтому наиболее распространенный стандарт определяет значения допусков, которые должны соответствовать длине.

5. Сведите к минимуму площадь петли.

Разработчикам высокоскоростных печатных плат необходимо знать несколько советов, ведь высокочастотные сигналы могут вызывать электромагнитные помехи, электромагнитные помехи и другие проблемы. Следовательно, им необходимо соблюдать основные правила, такие как наличие постоянного заземления и уменьшение площади петли за счет оптимизации пути возврата тока по проводу и заделки множества отверстий для швов.

Вопросы, требующие внимания при проектировании высокоскоростных печатных плат

Макет печатной платы очень важен

Без сомнения, эффективное производство печатных плат в высокоскоростных схемах важно для конечного результата. Однако разводка печатной платы в первую очередь не рассматривалась. Следовательно, это окажет значительное влияние на дизайн для достижения необходимых функций и успешного производства печатных плат, таких как высокоуровневое планирование и соблюдение важных факторов. Кроме того, вам необходимо решить некоторые проблемы до компоновки печатной платы, такие как методы производственного проектирования (DFM) и дополнительные соображения, касающиеся требований к высокоскоростной печатной плате.

Плохая компоновка может вызвать проблемы с производительностью при запуске тестирования или при использовании в производстве печатных плат. Что еще хуже, необходимость оценки отказов печатной платы или проблем с производительностью и повторной сборки макета прототипа требует дополнительных затрат и времени на перепроектирование или переделку.

Примечания по дизайну печатной платы

На практике конструкции высокоскоростных печатных плат имеют много ограничений для разработчиков, так как вам необходимо соответствовать различным скоростям сигнала и другим требованиям к конструкции. Таким образом, чтобы получить схему высокоскоростной печатной платы, показанную ниже, необходимо учитывать некоторые факторы:

Примечание к схеме: хорошо известно, что хорошая схема может заложить хорошую основу для проектирования печатной платы. Следовательно, в зависимости от того, являетесь ли вы разработчиком печатных плат или инженером-электриком, схематическая диаграмма может трактоваться по-разному. В общем, он рассматривает схему как средство связи, которое может быть подключено к печатной плате. Но схемы могут иметь большое значение в организации и представлении ваших высокоскоростных проектов. Таким образом, на проектной схеме доступен максимально возможный объем информации, такой как длина провода, размещение необходимых компонентов, информация о производителе печатной платы и т. Д.

Регулировка длины трассы: при использовании высокоскоростного интерфейса вам необходимо настроить длину трассы, чтобы синхронизировать передачу сигнала с линией данных. Однако интерфейс может выходить из строя на максимальной частоте или вообще не работать, потому что он не синхронизирован. Более того, чем выше частота интерфейса, тем выше требования к согласованию длины. Следовательно, в случае параллельных интерфейсов вам просто нужно отрегулировать длину всех линий. Важно обязательно отрегулировать длину этих линий, чтобы получить желаемую длину в наборе сигналов.

Материалы печатной платы и требования для высокоскоростной укладки: это повлияет на вашу высокоскоростную конструкцию, например, на структуру наложения слоев и материал печатной платы.

Стратегия высокоскоростного размещения: поскольку изменение размера контактной площадки и зазора между компонентами максимизирует длину высокоскоростного соединения, его можно спроектировать для работы на высокой скорости с использованием различных методов для оптимизации размещения компонентов и увеличения площади, занимаемой компонентами, для достижения высокой скорости.

Дифференциальные пары и маршрутизация по длине линии: важно направлять дифференциальные пары в высокоскоростных схемах, чтобы пары сигналов могли существовать одновременно.

Перекрестные помехи, контроль импеданса и параллелизм: в высокоскоростном дизайне существует множество факторов, которые могут отрицательно повлиять на вашу конструкцию. Кроме того, есть методы, которые следует учитывать, например, как минимизировать влияние на дизайн.

Понимание ленточных и микрополосковых линий: как правило, для высокоскоростных проектов требуется несколько методов трассировки. Если необходимо реализовать магистральную маршрутизацию, желательно лучше понимать методы полосовой и микрополосковой маршрутизации.

Топология кабелей и передовые методы прокладки кабелей: Как правило, требуется определенная форма или топология, если необходимо реализовать пути схемы, необходимые для высокоскоростной прокладки кабелей. Кроме того, полезно изучить различные способы отслеживания длины строк, переходов, путей возврата и т. Д.

Симуляторы: для высокоскоростного проектирования большое преимущество имеет симуляция до, во время и после начала компоновки. Следовательно, вы должны лучше разбираться в программном обеспечении для проектирования печатных плат, чтобы изучать советы и рекомендации по моделированию проектирования.

Как узнать, нужна ли вам высокоскоростная печатная плата?

1. Есть ли на плате скоростной интерфейс?

Быстрый способ узнать, нужно ли вам следовать руководящим принципам высокоскоростного проектирования, – это проверить, есть ли у вас высокоскоростные интерфейсы, такие как DDR, PCI-E, или даже видеоинтерфейсы, такие как DVI, HDMI и т. Д.

Все эти интерфейсы должны соответствовать некоторым правилам высокоскоростного проектирования. Кроме того, предоставьте точные спецификации для каждой информации в документации.

2. Отношение длины трассы к длине волны сигнала.

В общем, если длина волны вашего сообщения совпадает с длиной линии, ваша печатная плата определенно потребует высокоскоростной разработки. Потому что некоторые стандарты (например, DDR) требуют, чтобы длина линии соответствовала минимальному допуску.

Хорошее приблизительное число – это если длина вашего кабеля и длина волны могут находиться в пределах одного порядка величины друг от друга. Затем рекомендуется проверить высокоскоростную конструкцию.

3. Плата с беспроводным интерфейсом.

Как вы знаете, каждая печатная плата имеет антенну, и, будь то через разъем или что-то на плате, необходимо разработать высокоскоростные сигналы. Кроме того, для бортовой антенны требуется небольшой импеданс, соответствующий длине настройки.

Для плат с разъемами SMA или аналогичными разъемами вам необходимо подключить их к разъему с определенным значением импеданса.

заключение

Короче говоря, изучение дизайна высокоскоростной печатной платы зависит от другого проекта. Хотя есть много факторов, которые следует учитывать при проектировании для высокой скорости. К счастью, программное обеспечение САПР, которое вы используете для проектирования печатных плат, предоставит вам помощь, такую ​​как калькуляторы импеданса, параметры отчетов о длине трассы, маршрутизаторы дифференциальной пары и другие инструменты.