Rancangan Elektronik - Analisis SI dalam sambungan dan proses lapisan belakang reka PCB

1. Rancangan sambungan layar belakang papan litar

Sambung pesawat belakang PCB (Sambung Backplane) adalah jenis sambungan yang biasanya digunakan dalam peralatan komunikasi skala besar, pelayan prestasi-sangat tinggi dan superkomputer, komputer industri, dan peralatan penyimpanan akhir tinggi. Fungsi utamanya adalah untuk menyambungkan kad anak perempuan dan pesawat belakang. Struktur menegak 90° dibentuk antara papan tunggal dan layar belakang untuk menghantar isyarat perbezaan kelajuan tinggi (Isyarat berbeza) atau isyarat hujung tunggal (Isyarat hujung tunggal) dan arus besar.

Sambungan HM 2mm adalah rancangan pemisahan kepala ke ekor. Terdapat jenis berbeza seperti A, B, C, dll. Dua blok fungsi dalam jenis A mempunyai fungsi pemandu dan posisi (posisi dengan sambungan pada papan), yang boleh mencegah Sisip arah yang salah. Jenis B tidak mempunyai fungsi posisi sama sekali, dan Jenis C, sebagai akhir pemisahan, mempunyai fungsi posisi sebahagian, seperti yang dipaparkan dalam figur di bawah. Dalam penggunaan kumpulan pemisahan sambungan atau sambungan tunggal, masalah pemasangan sambungan mesti dianggap. Sambungan 2mm mempunyai dua jenis: perlindungan antara lajur dan perlindungan shell. Dalam penggunaan sebenar sambungan, pemilihan patut dianggap berdasarkan pengaturan isyarat pin tanah dan keperluan perisai; dari perspektif EMC, lebih baik memilih shell yang dilindungi. Selain itu, terdapat sambungan HS3 yang direka khusus untuk penghantaran isyarat kelajuan tinggi. Perisai antara pin dan isyarat telah dianggap dalam rancangan konektor. Percakapan salib yang dijana oleh sambungan semasa penghantaran isyarat kelajuan tinggi adalah kecil, dan kadar penggunaan pin isyarat juga lebih tinggi, tetapi harga lebih mahal.

Dalam prinsip, model sambungan adalah model garis penghantaran, tetapi penghantaran isyarat tidak rujuk ke pesawat tanah, dan laluan kembali terbentuk melalui pin tanah. Pasti ada banyak garis isyarat yang berkongsi loop tanah, jadi gangguan kondukti disebabkan oleh salib bercakap sambungan mesti perhatikan.

Untuk pengaturan isyarat pin sambung, pertama menentukan distribusi isyarat, dan secara rasional mengalokasi isyarat, kuasa, dan kedudukan pin tanah dan nombor. Prinsipnya adalah untuk mengurangi perbualan salib, mengurangi radiasi, dan memastikan gelung tanah. Lebih baik mempunyai laluan kembali dekat setiap pin isyarat. Kunci ialah garis isyarat dipisahkan dari isyarat lain dengan pin tanah. Mengingat pemalam elektrik, untuk sambungan 2mm HM, pin tanah lebih panjang daripada pin kuasa, dan pin yang lebih panjang diberikan sebagai pin sambungan tanah dan kuasa. Ia dicadangkan untuk menggunakan pin dan isyarat tanah Needles diatur dalam corak bunga plum, terpisah mengikut isyarat kelajuan tinggi dan kedudukan jarum tanah untuk mengurangi salib bercakap.

Kedua, analisis SI dalam proses desain PCB

Integriti isyarat PCB bukanlah fenomena baru, tetapi ia tidak menerima banyak perhatian pada hari awal medan digital. Dengan pembangunan teknologi maklumat dan kemunculan era Internet, orang perlu berkomunikasi melalui berbagai sistem komunikasi/komputer digital kelajuan tinggi. Dalam pasar besar ini, analisis integriti isyarat bermain peran yang semakin kritik dalam memastikan operasi yang boleh dipercayai sistem produk elektronik ini. Tanpa petunjuk pre-SI, prototip mungkin sentiasa berada di bangku ujian. Tanpa pengesahan SI selepas kawat, produk mungkin salah dalam aplikasi. Analisis SI berjalan melalui seluruh proses desain kelajuan tinggi dan terintegrasi secara dekat dengan setiap langkah desain. Secara umum, analisis SI mempunyai dua keadaan: analisis sebelum kabel dan analisis selepas kabel.

Sebelum penghalaan PCB, analisis SI boleh digunakan untuk memilih teknologi I/O, distribusi jam, jenis pakej cip, jenis peranti, tumpukan lapisan, penjajaran pin, topologi rangkaian, strategi penamatkan, dll. analisis SI secara meliputi menganggap berbagai parameter reka, dan skema hasilnya digunakan sebagai peranti

Arahan bentangan dan laluan memastikan integriti isyarat bentangan fizikal. Ia akan mengikuti kebutuhan bunyi dan masa. Analisis SI akan mengurangi reka-reka berulang-ulang dan penggantian/kabel kerja semula, dengan itu mengurangi siklus reka-reka.

Selepas penghalaan PCB, analisis SI boleh mengesahkan kebijaksanaan arah desain SI dan keterangan desain. Ia akan memeriksa konflik SI dalam rancangan semasa, seperti bunyi yang diselarang, bunyi, bercakap salib, dan lompatan tanah. Pada masa yang sama, ia mengungkapkan masalah SI yang diabaikan sebelum kabel, kerana analisis selepas kabel berdasarkan menyadari data bentangan fizikal daripada data atau model yang dijangka. Secara singkat, ia boleh mendapatkan hasil simulasi yang lebih tepat.

Jika analisis SI diikuti sepenuhnya semasa keseluruhan proses reka PCB, sistem prestasi tinggi yang boleh dipercayai boleh disedari dengan cepat. Dalam masa lalu, rancangan fizik yang dihasilkan oleh jurutera bentangan hanyalah rancangan mekanik untuk produksi mekanik, dan hampir tidak melibatkan mana-mana rancangan integriti isyarat. Dengan pembangunan cepat sistem elektronik, jurutera sistem yang bertanggung jawab untuk mengembangkan perkakasan secara perlahan-lahan perlu mempertimbangkan desain integriti isyarat, seperti membentuk peraturan desain dan keterangan kabel. Biasanya, pengetahuan mereka di kawasan ini berasal dari pengalaman yang dikumpulkan oleh perancang produk sebelumnya, jadi mereka tidak memahami sifat masalah SI.

Hadapi cabaran semacam ini, jurutera SI profesional perlu bergabung. Apabila mempertimbangkan penggunaan proses baru, seperti peranti baru atau pakej cip baru atau proses produksi papan, jurutera SI akan menganalisis ciri-ciri elektrik teknologi dari aspek SI, dan kemudian simulasikan melalui perisian model SI dan simulasi untuk membentuk panduan kawat . Alat SI ini sepatutnya cukup tepat untuk membina sambungan aras templat, seperti vias, jejak, dan tumpukan planar. Pada masa yang sama, ia mesti mempunyai kelajuan simulasi yang cukup untuk menganalisis bagaimana jika model pemacu/muatan dipilih dan strategi penghentian. Akhirnya, jurutera SI akan membentuk satu siri peraturan desain dan menyerahkannya kepada jurutera desain dan jurutera wayar. Kemudian jurutera rancangan (yang bertanggungjawab atas rancangan sistem keseluruhan) perlu memastikan peraturan rancangan telah dilaksanakan sepenuhnya. Selepas kawat awal dan bentangan papan selesai, analisis sebahagian rangkaian kunci boleh dilakukan, dan pengesahan setelah kawat juga boleh dilakukan. Proses analisis SI melibatkan banyak rangkaian berkaitan, jadi kelajuan simulasi mesti cepat, walaupun ia mungkin tidak mencapai ketepatan yang dijangka oleh jurutera SI. Setelah diwayar

jurutera PCB mendapat peraturan bentangan SI dan penghalaan, mereka boleh menghasilkan rancangan fizikal yang optimum berdasarkan keterangan-keterangan ini, dan akan menyediakan laporan mengenai konflik SI dalam sistem penghalaan. Untuk konflik ini, jurutera kawat akan bekerja dengan jurutera desain dan jurutera sistem untuk menyelesaikan masalah SI ini.