Technologie PCB - Bus parallèle vs bus série pour la conception de PCB haute vitesse

En tant qu'ingénieur en conception de PCB, il est très nécessaire, voire essentiel, d'avoir une certaine connaissance de la vitesse élevée. En ce qui concerne les signaux, les signaux à grande vitesse sont généralement présents dans les différents bus parallèles et les bus série. Ce n'est que lorsque vous savez ce qu'est un bus que vous saurez à quelle vitesse il fonctionne, puis vous pourrez commencer le câblage PCB.

Bus

Un bus est un canal physique partagé pour la communication entre deux ou plusieurs appareils. Il s'agit d'un ensemble de lignes de signal et d'une connexion commune entre plusieurs composants pour la transmission d'informations entre chaque composant. Selon le mode de fonctionnement, les bus peuvent être divisés en deux types: l'un parallèle et l'autre série.

Bus parallèle

Plusieurs bits de données peuvent être transmis simultanément, ce qui est comme une route spacieuse qui permet à plusieurs voitures de rouler en file d'attente, et il a également des points bidirectionnels et unidirectionnels.

Bus série

Une seule donnée peut être transmise en même temps, ce qui est comme une route étroite où une seule voiture est autorisée à marcher. Les données doivent être transférées l'une après l'autre et ressemblent à une longue chaîne de données, d'où le nom de "série".

Le meilleur exemple de transmission parallèle est la puce mémoire DDR. Il a un ensemble de lignes de données d0 - D7, plus dqs et DQM. Cet ensemble de lignes est transmis ensemble. Quelle que soit l'erreur, les données ne seront pas transmises correctement. Renvoyer uniquement. Chaque câble d'un câble de données doit donc être de longueur égale et doit être enroulé plusieurs fois.

Les données série sont différentes. Les données sont transmises l'une après l'autre et il n'y a pas de connexion entre les bits. Il n'y a pas d'erreur dans ce BIT et le BIT suivant ne peut pas être transmis. Les données parallèles sont un ensemble de données avec un bit erroné et l'ensemble des données ne fonctionnera pas.

Exigences de câblage PCB

Exigences de câblage de bus parallèle:

(1) Il est recommandé que le bus soit de préférence interne et que la distance entre le bus et les autres câbles soit augmentée autant que possible.

(2) en plus des exigences spéciales, l'impédance de conception à ligne unique est garantie à 50 ohms et l'impédance de conception différentielle est garantie à 100 ohms.

(3) Il est recommandé que le même ensemble de bus conserve la même longueur de câblage et suive une certaine relation temporelle avec les lignes d'horloge et contrôle la longueur de câblage en se référant aux résultats puissants de l'analyse de la séquence.

(4) Il est recommandé d'être aussi proche que possible de l'alimentation E / s ou du plan de référence GNd de cet ensemble de bus pour assurer l'intégrité du plan de référence.

(5) les bus ayant un temps de montée inférieur à 1 NS nécessitent un plan de référence complet et ne peuvent pas traverser la partition.

(6) Il est recommandé que le bus d'adresse inférieur se réfère aux exigences de câblage d'horloge.

(7) Les lignes de serpentin ne doivent pas être espacées de moins de 3 fois la largeur de la ligne.

Exigences de câblage de bus série PCB haute vitesse

Pour les bus série avec des fréquences supérieures à 100 Mbps, en plus de suivre les règles générales de commande de diaphonie et de câblage pour les bus parallèles, certaines exigences supplémentaires doivent être prises en compte dans la conception du câblage:

(1) le bus série PCB haute vitesse doit tenir compte des pertes de câblage et déterminer la largeur de ligne et la longueur de ligne.

(2) Il est recommandé que la largeur de la ligne ne soit pas inférieure à 5 Mil dans des conditions normales et que le câblage soit aussi court que possible.

(3) le bus série à grande vitesse ne doit pas être perforé et remplacé, à l'exception de la perforation Fanout.

(4) Lorsque la vitesse d'insertion des broches dans le bus série dépasse 3125 Gbit / s, les plots de protection doivent être optimisés pour réduire les effets non radiatifs causés par l'impédance discontinue.

(5) Il est recommandé lors du remplacement de la couche de câblage de bus série à grande vitesse, de choisir la couche de câblage avec le plus petit raccourci poreux. Pour les signaux vers les connecteurs, une couche de câblage avec de courts troncs de via est préférentiellement allouée à l'extrémité émettrice lorsque l'espace de câblage est limité.

(6) Il est recommandé que lorsque le débit est de 3125 Gbit / s ou plus, un trou de terre soit percé à côté du trou de passage du signal et que les condensateurs de couplage AC soient également spécialement traités pour les contre - Plots.

(7) Si le traitement des porosités de signal à grande vitesse est effectué par contre - perçage, il est nécessaire de tenir compte de l'effet de la réduction de la capacité de courant dans le plan de masse de l'alimentation et de l'augmentation de l'inductance de la boucle de filtre après le rétrécissement du goulot d'étranglement.

(8) Le signal à grande vitesse évite la ligne de démarcation de la couche plane et la distance horizontale entre le bord de la ligne de signal et le bord de la ligne de démarcation est garantie à 3 W.

(9) Les signaux à grande vitesse dans les deux sens ne doivent pas être croisés et câblés.