सर्किट बोर्ड के निशान लगाते समय, मुझे किन बाधाओं पर विचार करने की आवश्यकता है?

Question

मैं माइक्रोकंट्रोलर्स के लिए कम गति सर्किट डिजाइन करता हूं और ऐसे (आमतौर पर 20 मेगाहर्ट्ज से कम), और अब मैं कुछ और हाई-स्पीड सर्किट पर शुरू कर रहा हूं। जो मैं जानना चाहता हूं वह है:

• हाई-स्पीड सर्किट में निशान के लिए क्या विचार किए जाने की आवश्यकता है?

• क्या मुझे दो उच्च गति उपकरणों के बीच प्रत्येक पंक्ति से प्रतिबाधा-मिलान करना है?

• क्या सभी निशानों की लंबाई समान होनी चाहिए?

• क्या इन नियमों का एक अच्छा संदर्भ है?

• क्या यह ओपन-सोर्स सर्किट डिज़ाइन टूल्स ( gEDA और कंपनी) का उपयोग करके किया जा सकता है ?

Comments

मैंने यहां एक समान सवाल पूछा , और एक जानकार जवाब मिला ।

— टाइबलू

Answer 1

(मुझे शुरुआत में कहना चाहिए कि मुझे 100 मेगाहर्ट्ज रेंज में बोर्डों के साथ कुछ अनुभव है, लेकिन मैं एक विशेषज्ञ से बहुत दूर हूं।)

जॉनसन और ग्राहम द्वारा विहित संदर्भ हाई-स्पीड डिजिटल डिज़ाइन है। जॉनसन ने 2003 में एक अधिक उन्नत सीक्वल, हाई-स्पीड सिग्नल प्रचार भी लिखा।

आप gEDA और कंपनी के साथ कोई भी बोर्ड लगा सकते हैं, लेकिन यह इस हद तक मनमाने ढंग से कठिन हो सकता है कि अगर आप इसे प्राप्त कर सकते हैं तो मैं एक बेहतर उपकरण की तलाश करूंगा। हाथ से कई निशानों की लंबाई का मिलान करना जल्दी से थकाऊ हो जाता है।

के रूप में आप वास्तव में निशान के साथ क्या करने की जरूरत है, यहाँ बातें मैं के लिए बाहर देख रहे हैं:

1. एक बार जब आपके निशान एक डिजिटल सिग्नल के बढ़ते किनारे के 1/6 से अधिक होते हैं, तो निशान की लंबाई मायने रखती है। एक ठेठ पीसीबी पर 1 एनएस के उदय समय के लिए, बढ़ते किनारे लगभग 6 इंच तक फैलते हैं, इसलिए आप चाहते हैं कि आपके निशान लंबाई में 1 इंच से कम हो।

2. आप प्रतिबिंबित संकेतों को रोकने के लिए अपनी विशेषता प्रतिबाधा के लिए अपने निशान की समाप्ति से मेल खाना चाहते हैं। व्यवहार में, इसका मतलब है कि ट्रेसर को अपने गंतव्य तक पहुंचने से ठीक पहले जमीन पर रखना या ट्रेस के शुरू में श्रृंखला में एक अवरोधक डालना। मुझे क्रोनक्राफ्ट द्वारा एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स के अध्याय 12 में आरेख और विस्तारित अवधि के लिए घूरने लायक पाया गया है: http://books.google.com/books?id=lS7qN6iHyBYC&lpg=PP1ots=cg6ZMM2GI1&dq=analog%20electronics%20crecraftcraft = PA296 # v = स्निपेट और q = प्रसार% 20of% 20a% 20pulse और f = मिथ्या निर्माता की डेटाशीट्स कभी-कभी समाप्ति योजनाओं की सिफारिश की होगी।

3. जैसे-जैसे आपकी सिग्नल की गति बढ़ती है, आपको आपसी प्रेरण और तेजी से बदलती धाराओं (V = L * di / dt) के कारण पड़ोसी निशान में प्रेरित वोल्टेज के बारे में चिंता करना शुरू करना होगा। लोग इसे "क्रॉसस्टॉक" कहते हैं। इसका मतलब है कि आपको एक-दूसरे से रिक्त स्थान का पता लगाने की आवश्यकता है, अपने सभी निशानों के तहत एक ग्राउंड प्लेन का उपयोग करें, और / या आप को अलग करने की कोशिश कर रहे निशानों के बीच ग्राउंड ट्रैस ("गार्ड निशान") डालें।

यही सब मैं वास्तव में अभ्यास के बारे में चिंता करता हूं।

Answer 2

हाई स्पीड डिजिटल सिग्नल के लिए, आप सिग्नल के आउटपुट ड्राइवर के आउटपुट प्रतिबाधा के लिए ट्रेस के प्रतिबाधा से मेल खाना चाहेंगे। कई सिग्नल ट्रांसमिशन लाइनों को भी समाप्ति की आवश्यकता होती है। यह प्रतिबिंब और अंतर-प्रतीक हस्तक्षेप को कम करता है। ट्रेस का प्रतिबाधा मुख्य रूप से इसकी चौड़ाई और पीसीबी स्टैक-अप द्वारा निर्धारित किया जाता है, लेकिन सिग्नल रिटर्न पथ भी एक भूमिका निभाता है। विभाजन जमीन पर एक संकेत स्विचिंग या एक रूट मार्ग प्रतिबाधा असंतोष पैदा करेगा और अधिकतम गति जिस पर लिंक काम कर सकते हैं को नीचा दिखाएगा।

ट्रेस लंबाई मिलान आवश्यकताओं सिग्नल द्वारा इस्तेमाल बस प्रोटोकॉल की समय आवश्यकताओं के द्वारा संचालित किया जाएगा। Eb, एक DDR मेमोरी इंटरफ़ेस की आवश्यकता होगी कि DQ (डेटा) सिग्नल DQS (स्ट्रोब) सिग्नल के इतने सारे पिको-सेकंड के भीतर आते हैं। मिसमैच के मोटे अनुमान की गणना ट्रेस लेंथ मिसमैच और ट्रांसमिशन लाइन के प्रसार विलंब से की जा सकती है। सिग्नल अखंडता इंजीनियर I / O ड्राइवरों के रूटिंग टोपोलॉजी और मॉडल के सिमुलेशन चलाकर टाइम स्क्यू का अधिक सटीक विश्लेषण करते हैं।

इस विषय पर एक महान संदर्भ है डॉ। हॉवर्ड जॉनसन की पुस्तक "हाई स्पीड डिजिटल डिज़ाइन: ए हैंडबुक ऑफ़ ब्लैक मैजिक" (http://www.amazon.com/High-Speed-Digital-Design-Handbook/dp/0133957241)

जेसन

Answer 3

यह सब वास्तव में "उच्च गति" से आपके मतलब पर निर्भर करता है।

यह निर्धारित करने में सबसे महत्वपूर्ण कारक कि क्या आपको समाप्ति की आवश्यकता है, यह एक बढ़ती बढ़त के प्रचार के लिए कितना समय लगता है। यदि आपका उठने का समय 100 पीएस है, तो इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप 100 मेगाहर्ट्ज या 10 मेगाहर्ट्ज के हैं, फिर भी प्रतिबिंब आपको नुकसान पहुंचाएंगे। लेकिन प्रतिबिंब केवल एक समस्या है जब आप "ट्रांसमिशन लाइन" की लंबाई तक पहुंचते हैं। मुझे लगता है कि ऐसा कुछ है ... वृद्धि समय के हर 300 पीएस के लिए आप समाप्ति के बिना एक इंच के बारे में जा सकते हैं। तो .9 एनएस के वृद्धि समय के लिए, आप लगभग तीन इंच जा सकते हैं।

जहाँ तक निशानों की प्रतिबाधा है, आपको "माइक्रोस्ट्रिप" को गूगल करना चाहिए। आपको ट्रेस के नीचे एक ठोस जमीन विमान की आवश्यकता होगी। फिर, विमान से ट्रेस की दूरी (बोर्ड स्टैकअप द्वारा निर्धारित), और ट्रेस की चौड़ाई, काफी हद तक ट्रेस प्रतिबाधा निर्धारित करना चाहिए। कई पीसीबी डिजाइन उपकरण स्वचालित रूप से आपके लिए ट्रेस प्रतिबाधा की गणना करेंगे।

Answer 4

जब तक आपके सर्किट को इसकी आवश्यकता न हो, आपको निशान समान लंबाई बनाने की आवश्यकता नहीं है। उदाहरण के लिए, डीडीआर यादों को एक निश्चित राशि के भीतर और अंतर के निशान की आवश्यकता होती है।

सिमुलेशन के लिए मानक हाइपरलिंक्स (मेंटर द्वारा) है। लाइनसम यह पूर्व-लेआउट करता है; बोर्डसिम इसे पोस्ट-लेआउट करता है।