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電子設計

電子設計 - クロックPCB設計に基づくタイミングパラメータ

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電子設計 - クロックPCB設計に基づくタイミングパラメータ

クロックPCB設計に基づくタイミングパラメータ

2021-10-24
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Author:Downs

以下に基づいて、タイミングパラメータについて説明する クロック回路 デザイン

タイミングに関連するいくつかのパラメータはtco,バッファ遅延,セットアップ時間,ホールド時間,セットアップ時間マージン,ホールド時間マージン,伝搬遅延,最大/最小飛行時間およびクロックジッタである。

1 : TCOとバッファ遅れ

バッファ遅延は、信号が有効な電圧出力に到達するようバッファを通過するのに要する時間を指す。ディジタル回路IC内部のバッファ遅延+論理遅延はTCOである。TCOはまた、クロックトリガの開始から有効データ出力装置までの装置内のすべての遅延の合計を指す。測定負荷は、デジタル回路IC出力の端部に直接接続され、TCOを決定し、次いで、負荷上の信号電圧(Om)が一定レベル(通常は信号高レベルの半分)に達するまでの時間を接続することができる。最も一般的な負荷は、50Ωの抵抗器または30 pFコンデンサである。TCOとバッファ遅延

PCBボード

2 :セットアップ時間、ホールド時間、セットアップ時間マージンとホールド時間マージン

セットアップ時間とホールドタイムは、受信端ラッチにおけるクロックエッジトリガの前後のデータの入力期間を特徴付ける。これら2つのタイミングパラメータは受信機の特性に関連する。クロックエッジがトリガされる前に、データは、デバイスによって必要とされるセットアップ時間である期間の間存在しなければならないそして、クロックエッジがトリガーされた後に、安定して読むことができるために、データはしばらくの間維持されなければならない。これは、デバイスが必要とするホールド時間です。クロックエッジトリガの前と後のデータ信号の持続時間がそれぞれセットアップ時間とホールドタイムを超えた場合、その超過成分はそれぞれセットアップタイムマージンとホールドタイムマージンと呼ばれる。各デバイスに必要なセットアップとホールド時間のパラメータは、通常、デバイスのマニュアルで見つけることができます。設計時には、設定時間マージンとホールドタイムマージンをできるだけ大きくし、外部環境の変化が限られた状態で正常に動作するようにする。

3:伝搬遅延と飛行時間

伝送線路上の信号の伝送遅延は伝搬遅延と呼ばれ、信号の伝搬速度と線路長にのみ関係する。飛行時間は、最大飛行時間と最小飛行時間を含みます。最大飛行時間は最終安定遅延とも呼ばれ、最短飛行時間は最も早いスイッチング遅延と呼ばれる。

クロックジッタとクロックスキュー

実際に, the PCBクロック信号 理想的な信号であることはしばしば不可能です, ジッタとオフセットはしばしば起こる. クロックジッタは、2つのクロックサイクル間の差を意味する. これは、クロックによって内部的に生成され. クロック発振器で, ジッタは、4つの雑音源の重なりに起因します:

1:それは水晶自身によって発せられる雑音です。任意の抵抗デバイスと同様に、結晶は内部電子のランダムな動きのために熱雑音を発する

2:機械的振動や水晶の乱れに起因する雑音である。

3:増幅器自体のノイズであり、増幅器のノイズは、通常、結晶の熱雑音および機械的ノイズよりも大きい

電源ノイズ. 電源端子に結合されたノイズは、クロック発振器内の増幅器に入る, そして、電源ノイズは増幅器によって増幅された後に多くのジッタを引き起こす. 電源ノイズは扱いにくい. 発振器の出力が大きい結合電源ノイズを有する場合, 電源の免疫はとても貧弱だと言われている. ランダムノイズ源に起因するクロックジッタは非常に有害である, また、電源ノイズによるクロックジッタは、間欠的な変動を引き起こす可能性がある. クロックジッタは3つの方法で測定できる:スペクトル解析, 直接位相測定, 微分位相測定. 最も簡単な測定方法は、微分位相測定. クロックスキューは、2つの同一のシステムクロック間のスキューを指す, クロックバッファの多重出力間のスキューを含むこと, そして、受信端のクロック信号と駆動端の間の違い PCBトレース エラー. オフセット. これらの要因の影響はタイミング設計において考慮すべきである. PCBの設計, データが正しく送受信されるようにするために, すべてのタイミングパラメータを包括的に考慮しなければならない, 適切なトポロジー構造を選択しなければならない, タイミング整合に対する信号完全性に起因する干渉を低減するために、インピーダンス整合終了および他の処置を採用しなければならない, システムに要求されるセットアップ時間制約とホールドアップ時間制約を満たす.