
今天,让来看看工程设计中关于信号完整性的那一点,Bala将描述工程设计中经常遇到的五个典型问题。因为没有这些纠结,我应该还没开始设计SI。相信一线的工程狮子们看了会有共鸣的!
第一类:必须依赖模拟的问题。
有一些问题。第一次设计的时候,如果你没有不要依赖模拟,没有好的方法知道它是可行的还是危险的。举个常见的栗子:一对一多拓扑结构,这是一个发生概率很高的设计场景。如果有一块主控板,六块板通过背板拖动(有的公司称之为背板),如果是第一次设计,这个方案如何评价?按设计规则?凭经验吗?猜猜?这纯粹是运气。当然有人会说。试试吧。当然可以,但是像这种系统级的方案,打一个板子的成本和周期几乎让人无法接受(当然土豪除外)。事先评估方案的可行性,理论分析必不可少,但这个问题仅靠理论分析是解决不了的。
让让我们首先从理论上看一下在这种拓扑中会发生什么。芯片的输入缓冲区通常对信号表现为高阻抗,信号传输到接收芯片时会被反射。在下图中,所有六个接收器都有反射。反射回来的信号遇到路由分叉会进入两个分叉。比如从3反射回来的信号会沿中继线左右方向传输,到达接收机如1、2、4、5、6时会再次反射。也就是说,3个反射信号将干扰其他芯片的接收信号。同样,任何其他接收器的反射信号都会干扰其他接收器。反射过程会发生多次,延时叠加,反复反射振荡。这是一个很复杂的过程,理论上很简单,但最终会叠加成什么东西?我可以我想不通。这取决于软件。
如果什么都不做,波形会是什么样子?通过简单的模拟就可以发现明显的风险,如下图所示。高低层次太强,存在隐患。
通过简单的处理,反射回来的信号可以衰减到反射,在接收器之间反复振荡,我们可以把波形做成这样。那这就让人放心多了。还有很多类似的问题需要模拟,通过模拟规避风险是有效的。
第二类问题:不能模拟或难以模拟的问题。
仿真是信号完整性设计的有效手段。仿真软件很神奇,让一大批工程师着迷。
如果这个东西真的那么简单,那就太好了,咔嚓,咔嚓,咔嚓.好吧,完成工作是多么酷啊!
多么美好的世界啊!
如果过于依赖模拟,工作的时候会经常遇到痛苦的事情。尤其是那些把自己定位为仿真工程之狮的人,有时候面对问题无处下手,他们不我不知道该模仿什么。如果这样的事情真的发生了,那是时候考虑一下了。有些事情可以不要靠模仿来解决。也许你我们遇到了第二种问题。
比如下面的栗子很酸,但绝对没有糖炒好吃。
有些电路板会有抖动要求非常高的独立时钟信号。如果这个时钟抖动很大,错误代码测试将失败。高速串行接口需要时钟。让让我们看看典型的接口信号抖动构成。时钟信号抖动对传输信号抖动的贡献可以不可忽视。那么问题来了,硬件人员会把这个问题扔给你。这不如何解决它并不重要。硬件要的是结果,修好就好。那你怎么处理这件事呢?通过模拟?怎么模仿?模仿什么?
在开始工作之前,分析哪些因素会影响时钟的抖动,并列出主要因素:
1、反射(所有邪恶的反射,到处都有它)
2、相声(万恶相声,到处都有)
3、模式转换(注意影响)
4、参考平面(隐藏的雷区)
5、差分对设计(被很多人忽略)
6、时钟芯片电源(高亮)
7、层叠结构布置、布线层布置
8、提供时钟的晶振选择(硬件选择会很小心,通常没有SI人员)
9、晶振电源的处理(can 不可忽视)
我赢了不要谈论与布局相关的其他细节。光是上面说的这几个就够一个仿真工程狮喝一壶(二锅头还是伏特加?)。
好吧,模拟工程狮子,模拟工程狮子,让让我们开始模仿。打开神奇软件,然后呢?不会了。软件里塞了什么内容让它运行模拟?
什么,电源对抖动的影响,仿真是肿了还是坏了?那个参考平面的影响,模拟是肿了还是破了?从模拟的角度来看,头疼是难免的。但如果换个角色,你会从信号完整性设计工程师的角度去看。这种模拟的模拟,这种设计可以不能被模仿,可以不要仅仅通过控制它来解决问题。反正最后我要的就是一个结果。抖动下降的时候就OK了。
白猫抓到老鼠就是好猫。好的产品是设计出来的,不是模仿出来的。唐别担心,做一只好猫!
第三类:需要模拟,但只有单一的模拟方法是不够的。
举个典型的栗子。咳,这又是栗子。那够了。他们你被打了耳光。
好吧,我们我们回来后再谈。电源的磁珠过滤(又一个邪恶的磁珠过滤),说电源上的磁珠过滤无处不在,说这个磁珠过滤吃掉硬件人员很多加班时间,调试再调试,调试到崩溃。怎么能偷点懒呢?
带上神奇的模拟软件,点击,点击,点击..好的。三乘以二给出了下面漂亮的频响曲线,蓝色的是设计出来的。胆怯地说,我我很懒。我直接抄了老图,但是没有重画,所以被拍了。
完了?真的完了吗?嗯,唐不要太高兴,一大群邪恶的虫子正在排队挖坑。如下图,磁珠和电容后面的小尾巴放在哪里?龙?
它电缆太长肯定不好。每个人都知道。想象一下,如果这个小尾巴刚好从电路板入口处的电源铜皮上方穿过,会发生什么?
因此,应考虑相邻的平面层。如果你把它放在表层,它下面的平面层最好是GND。如果它it’安排在内层?电源的内平面层往往划分混乱。这种磁珠滤镜用多了可能就不合适了。如果可以装不下飞机,就得放信号层。问题又来了。它夹在上下两层平面之间,旁边还会有其他信号线。这些是坑,所以要小心。
这个问题模拟可以解决磁珠和电容的选择问题,避开那些坑可以不要依赖模拟。只有在进行布局时,才应认真进行设计控制。
类别4:需要风险监控的详细问题。
什么那句老话是什么?魔鬼藏在细节里!是的,它魔鬼,绝对是魔鬼!很多心魔会让你不得不加班加点,激情返工。
PCB是立体结构,所以不要不要总是用平面思维看PCB。唐不啰嗦了,看上图。我课件里的图说我每次讲课都会讲很长时间这个图。
第五类:布局前需要整体规划的问题
而不是罗索索的说教,他像唐僧一样讨厌,而我我将和老余一起重温很久以前经历的一些事情。历史上有一天,一位先生打来电话,给老俞出了一道难题,是酱紫的。
小君:于医生,我有一块板要扔,而且我我有点不安。我想让你看看它是否没关系。
老:什么情况如何?告诉我!
小君:板上有10G差分接口和DDR3。
于:10G是单车道还是接口。
小君:山巷。
老:好的,我知道了。继续吧。
小君:我把10G差分对放在靠近顶部的几个内层,DDR3信号线放在靠近底部的内层。
老:为什么不你不能把10G差分对放在靠近底部的内层吗?有风险,调整路由层!
小君:差分对线宽的线间距已经设定好了,所以阻抗可以如果需要调整到以下各层,则不能用100欧姆来控制。
老:你把DDR控制到40多少欧?
小君:是的。
老:只是交流
小君:瀑布是固定的,所以它可以不要改变。
老:让我们钻后面。
君:BGA下面的洞太小,怕不安全。
旧:
多么纠结的困境。如果这个事情在画板之前就统筹好了,哪个信号该去哪个信号层,哪个平面层该放GND,哪个平面层该放电源,就不会不要这么纠结。
没有坑,就自己挖了一个。
类似的问题还有很多。唐不要低估这一点。整体规划可以避免很多不必要的麻烦。
第六类问题
让继续Bala,下一个问题是。啊......................
好吧,让让我们停下来吧咱们去工作吧。谁拿了我的烙铁.把它还给我。唐我不会阻止任何人。我今天会把这些球都拿下来。









