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1、PCB高速布线支持 High speed PCB design support By Tonny.Ma,2,传输线理论,1.什么时候必须作为传输线考虑？ 如信号在走线上的传输时间与电平跳变时间（上升/下降时间）接近，则该走线判定为传输线。 2.传输线的定义 传输线由两个具有一定长度的导体组成，一个导体用来发送信号，另一个用来接收信号(切记“回路”取代“地”的概念)。 3.传输线模型 传输线模型段由串联电阻和电感、并联电容组成。,3,传输线理论,4,传输线理论,当信号频率很高,我们针对上述传输线模型分析得到如下3个结论： 当信号频率100KHz时，传输线的特征阻抗为 当信号频率100KHz时，传
2、输线的单位长度传输延时为 当信号频率100KHz时，传输线的单位长度损耗为,5,反射分析,6,反射分析,7,串扰分析,串扰是由电磁耦合形成的，耦合分为容性耦合和感性耦合两种。,8,串扰分析,9,高速数字设计中典型的PDS,10,埋入式电容原理,11,设计中理想的器件布局,设计中理想的器件布局,电源 Power Supply,时钟源 Clocks,低速 数字 电路 Low Speed IC,高速数字电路 Hi-Speed IC,数字端口 Digital I/O,数模/模数转换器 ADCs / DACs,12,电流回路,环路面积 信号和回流信号通路构成了一个闭合回路。随着环路面积的增大，将产生更多
3、的差模辐射噪声，且更易于受外界干扰的影响。,A 环路面积，cm2 IL 环路电流，A f 频率，MHz R 观测点到电场中心的距离，m,13,高速布线分析,3W规则 3W规则可保持70%的线间电场不互相干扰。如要达到98%的电场不互相干扰，可使用10W规则。 20H原则 若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地边沿内；内缩100H则可以将98%的电场限制在内。,14,高速、高密度板布线能力的增强,差分对布线 交互式长度调节 差分对交互式长度调整 阻抗布线功能 智能交互布线 总线布线功能 布局后管脚定义优化 BGA封装扇出逃逸式布线 实用编辑工具 信号完整性分析,15,信号完整性分析,信号完整
4、性分析是高速电子设计中致关重要的一环，在链路中保持信号的完整性，可以有效地提高板子的抗干扰能力和降低EMI。 Altium Designer提供了信号完整性（SI）工具，包含了布线前（即原理图设计阶段）及布线后（PCB板图设计阶段）两部分SI分析功能。 Altium Designer采用成熟的传输线计算方法，以及I/O缓冲宏模型（IBIS）进行仿真。信号完整性分析器使用完全可靠的算法，从而能够产生出准确的仿真结果。,16,信号完整性分析的作用,布线前仿真，确定板子的层叠结构 布线前仿真，及时发现阻抗不匹配的网络 筛选功能，可以快速定位有问题的网络 专家端接方案，提供了有效的解决办法 参数扫描分析，快速确定端接元件的参数 布线过程中作仿真分析，及时发现问题 布线完成后作全面的仿真分析，确定没有问题后做板,17,三本参考书,High-Speed digital design 作者Jonshon High-Speed digital System design 作者Stephen H.Hall等 Digital Signal Integrity 作者Young,Brian,谢谢大家!,
