保持信号完整性
- 8/3/2010
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随着业界转向更快的信号速度,互连变得更加复杂。保持信号完整性变得更加困难,无论是电路板布局前还是布局后,都需要更多的分析。
“当你达到超过200兆赫时,互连不再透明,你不能只是把东西拍到一起。”咨询公司Bogatin企业的创始人Eric Bogatin说。
他解释说,在这些较高的频域中,确保信号完整性需要注意的是设计方面,这些常常被许多工程师和布局设计方面的专家所忽略。“信号完整性就是原理图的空白部分。您可以看到芯片、包装、电线及其它组件。信号完整性就是关于所有这些组件之间的空间。”Bogatin说。
Bogatin自称为信号完整性的传道者,他将描述一些电路板设计人员可以在IPC2010网络研讨会暑期学校使用的习惯。这个长达1小时的会议,将于2010年7月29日中部时间上午10点开始,主题是“布局设计人员需要知道哪些关于信号完整性的内容”。
这些习惯有助于基本决策的制定,帮助布局专家避免微妙的高速问题,或找出导致一些不可避免的问题出现的原因。这些习惯之一就是大量使用返回孔。许多电路板设计都有这样的感觉,当他们使用过孔从一层到达另一层的时候,所有需要做的事情就是排信号线。
“人们往往不注重返回层,这可能会把干扰带入平面。”Bogatin说,“简单地通过在信号孔相邻的地方增加一个返回孔,就可以大幅度降低高频干扰,但这个事实并不为人所熟知。
由于具有高频率设计的许多方面,增加返回孔并不是像在信号线边上粘一个孔那么简单。布局专家必须确保,两个通孔具有相同的电压。如果他们电压不一样的话,信号线必须移到表面,那么为了作出这个调整,就会增加电容阻塞。
另一个使用返回孔的好处就是减少EMI辐射。这正在成为许多领域正在增长的因素,因为电子转移到了更高的频率,产生了更多的EMI,电子模块越来越多增加了当EMI失控时问题产生的可能性。
Bogatin还强调了在系统开发的许多阶段检查信号完整性的重要性。开发团队创建电路板布局限制的设计规则。但是,电路板设计人员不能只在这些限制下工作。他们还必须考虑到相互作用。
“你总是需要采取第二个层面的分析,看一看收发器、互联和其它组件之间的后布局。电路板各层往往在不同时间设计,你可以通过电源耦合。”Bogatin说。
随着频率上升,当他们在非常高速的电路板上工作时,当不同的组产生冲突时,开发团队将不得不交替使用,这也是一个机会。例如,那些跟踪制造项目设计的人员,想要粗糙的铜轨迹,以便元件具有良好的附着力。
但在想要增加速度的设计中,设计者需要平滑的表面,因为这样使得信号沿轨迹滑动更快。“当速度上升时,制作者需要注意铜表面。”Bogatin说。
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