1.如何選擇PCB 板材? 選擇PCB板材必須在滿足設(shè)計(jì)需求和可量產(chǎn)性及成本中間取得平衡點(diǎn)。通常在設(shè)計(jì)非常高速的 PCB 板子時(shí)材質(zhì)問題會(huì)比較重要。例如,現(xiàn)在常用的 FR-4 材質(zhì),在幾個(gè)GHz 的頻率時(shí)的介質(zhì)損耗會(huì)對(duì)信號(hào)衰減有很大的影響,可能就不合用。就電氣而言,要注意介電常數(shù)和介質(zhì)損耗在所設(shè)計(jì)的頻率是否合用。 2.如何避免高頻干擾? 避免高頻干擾的基本思路是盡量降低高頻信號(hào)電磁場(chǎng)的干擾,也就是所謂的串?dāng)_。可用拉大高速信號(hào)和模擬信號(hào)之間的距離,或加 ground guard/shunt traces 在模擬信號(hào)旁邊。還要注意數(shù)字地對(duì)模擬地的噪聲干擾。 3.在高速設(shè)計(jì)中,如何解決信號(hào)的完整性問題? 信號(hào)完整性基本上是阻抗匹配的問題。而影響阻抗匹配的因素有信號(hào)源的架構(gòu)和輸出阻抗,走線的特性阻抗,負(fù)載端的特性,走線的拓樸架構(gòu)等。解決的方式是靠端接與調(diào)整走線的拓樸。 4.差分布線方式是如何實(shí)現(xiàn)的? 差分布線有兩點(diǎn)要注意,一是兩條線的長(zhǎng)度要盡量一樣長(zhǎng),另一是兩線的間距(此間距由差分阻抗決定)要一直保持不變,也就是要保持平行。平行的方式有兩種,一為兩條線走在同一走線層,一為兩條線走在上下相鄰兩層。一般以前者實(shí)現(xiàn)的方式較多。 5.對(duì)于只有一個(gè)輸出端的時(shí)鐘信號(hào)線,如何實(shí)現(xiàn)差分布線? 要用差分布線一定是信號(hào)源和接收端也都是差分信號(hào)才有意義,所以對(duì)只有一個(gè)輸出端的時(shí)鐘信號(hào)是無(wú)法使用差分布線的。 6.接收端差分線對(duì)之間可否加一匹配電阻? 接收端差分線對(duì)間的匹配電阻通常會(huì)加,其值應(yīng)等于差分阻抗的值,這樣信號(hào)質(zhì)量會(huì)好些。 7.為何差分對(duì)的布線要靠近且平行? 對(duì)差分對(duì)的布線方式應(yīng)該要適當(dāng)?shù)目拷移叫小K^適當(dāng)?shù)目拷且驗(yàn)檫@間距會(huì)影響到差分阻抗的值, 此值是設(shè)計(jì)差分對(duì)的重要參數(shù)。需要平行也是因?yàn)橐3植罘肿杩沟囊恢滦浴H魞删忽遠(yuǎn)忽近, 差分阻抗就會(huì)不一致, 就會(huì)影響信號(hào)完整性及時(shí)間延遲。 8.如何處理實(shí)際布線中的一些理論沖突的問題? 基本上, 將模/數(shù)地分割隔離是對(duì)的。 要注意的是信號(hào)走線盡量不要跨過(guò)有分割的地方, 還有不要讓電源和信號(hào)的回流電流路徑變太大。 晶振是模擬的正反饋振蕩電路, 要有穩(wěn)定的振蕩信號(hào), 必須滿足loop gain 與 phase 的規(guī)范, 而這模擬信號(hào)的振蕩規(guī)范很容易受到干擾, 即使加 ground guard traces 可能也無(wú)法完全隔離干擾。而且離的太遠(yuǎn),地平面上的噪聲也會(huì)影響正反饋振蕩電路。 所以, 一定要將晶振和芯片的距離盡可能靠近。 確實(shí)高速布線與 EMI 的要求有很多沖突。但基本原則是因 EMI 所加的電阻電容或 ferrite bead不能造成信號(hào)的一些電氣特性不符合規(guī)范。 所以,最好先用安排走線和PCB迭層的技巧來(lái)解決或減少EMI的問題,如高速信號(hào)走內(nèi)層。最后才用電阻電容或 ferrite bead 的方式, 以降低對(duì)信號(hào)的傷害。 9.如何解決高速信號(hào)的手工布線和自動(dòng)布線之間的矛盾? 現(xiàn)在較強(qiáng)的布線軟件的自動(dòng)布線器大部分都有設(shè)定約束條件來(lái)控制繞線方式及過(guò)孔數(shù)目。各家 EDA公司的繞線引擎能力和約束條件的設(shè)定項(xiàng)目有時(shí)相差甚遠(yuǎn)。 例如,是否有足夠的約束條件控制蛇行線蜿蜒的方式,能否控制差分對(duì)的走線間距等。 這會(huì)影響到自動(dòng)布線出來(lái)的走線方式是否能符合設(shè)計(jì)者的想法。 另外,手動(dòng)調(diào)整布線的難易也與繞線引擎的能力有絕對(duì)的關(guān)系。 例如,走線的推擠能力,過(guò)孔的推擠能力,甚至走線對(duì)敷銅的推擠能力等等。 所以,選擇一個(gè)繞線引擎能力強(qiáng)的布線器,才是解決之道。 10.在高速 PCB 設(shè)計(jì)中,信號(hào)層的空白區(qū)域可以敷銅,而多個(gè)信號(hào)層的敷銅在接地和接電源上應(yīng)如何分配? 一般在空白區(qū)域的敷銅絕大部分情況是接地。 只是在高速信號(hào)線旁敷銅時(shí)要注意敷銅與信號(hào)線的距離, 因?yàn)樗蟮你~會(huì)降低一點(diǎn)走線的特性阻抗。也要注意不要影響到它層的特性阻抗。 |