作為一名PCB設計工程師,具備一些高速方面的知識是非常有必要的,甚至說是必須的。就信號來說,高速信號通常見于各種并行總線與串行總線,只有知道了什么是總線,才能知道它跑多快,才能開始進行布線。
總線
總線是兩個或兩個以上設備通訊的共享物理通路,是信號線的集合,是多個部件間的公共連線,用于在各個部件間傳輸信息。按照工作模式不同,總線可以分為兩種類型:一種是并行總線,一種是串行總線。
并行總線
同一時刻可以傳輸多位數據,好比是一條允許多輛車并排開的寬敞道路,而且它還有雙向單向之分。
串行總線
在同一時刻只能傳輸一個數據,好比只容許一輛車行走的狹窄道路,數據必須一個接一個傳輸、看起來仿佛一個長長的數據串,故稱為“串行”。
并行傳輸最好的例子就是存儲芯片DDR,它是有一組數據線D0—D7,加DQS,DQM,這一組線是一起傳輸的,無論哪位產生錯誤,數據都不會正確的傳送過去,只有重新傳輸。所以數據線每根線要等長,必須得繞幾下才行。 串行數據就不一樣,數據是一位一位的傳,位與位之間是沒有聯系的。不會因為這位有錯誤,使下一位不能傳輸。并行數據是一組數據其中一位不對,整組數據都不行。
布線要求
并行總線的布線要求
(1)建議總線優選內層布線,盡量增大與其它布線的間距。
(2)除特殊要求外,單線設計阻抗保證50歐,差分設計阻抗保證100歐。
(3)建議同一組總線保持布線基本等長,與時鐘線遵循一定的時序關系,參照時序分析強果控制布線長度。
(4)建議盡可能的靠近本組總線的I/O電源或GND參考平面,保證參考平面的完整性。
(5)上升時間小于1ns的總線,要求有完整參考平面,不得跨分割。
(6)建議低位地址總線參照時鐘布線要求。
(7)蛇形繞線線的間距不得小于3倍線寬。
高速串行總線的布線要求
頻率高于100Mbps的串行總線,在布線設計中除遵循并行總線通用的串擾控制、布線規則之外,還需額外考慮一些要求:
(1)高速串行總線需要考慮布線的損耗,確定線寬線長。
(2)建議一般情況下線寬不小于5mil,布線盡量短。
(3)高速串行總線除Fanout過孔外,盡量不要打孔換層。
(4)串行總線所涉及的插件管腳,速率達3.125Gbps以上時,應優化反焊盤以減少阻抗不連續帶來的影響。
(5)建議高速串行總線布線換層時,選擇使用過孔Stub最小的布線層,對于到連接器的信號,在布線空間有限時,過孔Stub短的布線層,優先分配給發送端。
(6)建議速率達3.125Gbps或以上時,信號過孔旁打地孔,AC藕合電容也要對反焊盤特殊處理。
(7)如果高速信號過孔采用背鉆處理,需要考慮電源地平面通流能力變小,以及通流瓶頸變窄后的濾波環路電感增大帶來的影響。
(8)高速信號避開平面層的分割線,信號線邊緣與分割線邊緣空間水平間距保證3W。
(9)收發兩個方向的高速信號,不能交叉在一起走線。 本文轉載自:掌工知 聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在于傳遞更多信息,版權歸原作者所有,如涉及侵權,請后臺聯系小編進行處理。
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原文標題:PCB設計必備知識:并行總線VS串行總線
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