资料介绍
从小学二年级开始我们就学习了如何判断一个人有没有强迫症,比如看见一个程序猿不管是打字还是写代码,括号总是一对一起敲,那他肯定是个强迫症患者。对于Layout工程师来说有没有强迫症,就看等长绕得怎么样。
比如下面这位同学,深得等长精髓:
5mil从来不是问题���0mil只是时间问题。
不可否认对于很多工程师来说,绕等长也是画板的乐趣之一。也一直流传着这样一句话:没有绕不出来的等长,只是你不想加班。
那么把等长误差做到5mil,2mil甚至1mil就可以不加班了吗?
想什么呢,不加班怎么有鸡腿吃。
对于等长来说,从来都不在乎这几个mil误差,1PS的时间信号就能传输大约6mil,想想你的系统真的缺这1ps吗?
既然不缺,那么等长的目的是什么呢?
等长从来都不是目的,等延时才是目的。
接收端并不关心这些信号经历了多少微带线,走过了多少带状线,翻过了多少过孔,又在连接器上浪费了多少时间。它只关心,这个信号和它的小伙伴出现在家门口的时候是不是整整齐齐。
既然如此那各种规则中等长误差5mil,25mil这些的规则的由来是什么?
之所以制定这些规则,是因为长度这个概念更容易被接受。如果规则给出的约束是5ps,实际操作者不清楚信号的传播速度就会一脸懵逼,而给出30mil这个直观概念,大家一下都清楚了。虽然不科学,但可行。
道理都懂了,但是这里面还是有一些坑,接下来我们将用至少三期的内容来介绍如何科学绕等长,科学避免加班改板子。
这一期先来看第一个坑:绕线方式
常见的绕线方式有Accordion,Trombone以及Sawtooh。俗话说不会做木工的音乐家一定不是一个优秀的EDA软件的工程师。Cadence的工程师自认为自己是优秀的,因此这几种绕线方式分别命名为手风琴、长号、锯齿。当然我们更习惯的称呼有长城、大波浪、小波浪等等......
锯齿的绕线方式,通常适用于细微的调整,因此主要分析手风琴和长号(文艺一下)这两种方式。
这次试验的DEMO板,一共画了4条走线,第一条走线的等长GAP设置得特别大,约等于没有绕等长;第二个等长方式是长号;第三个是GAP间距正常的手风琴;第四个是GAP间距较小的手风琴。
4组实验,走线长度完全相等,公平公正。
我们要分析4个信号是否同时到达接收端,因此我们需要发送端、接收端、以及无源通道。既然需要无源通道,那么老规矩,提取S参数吧。
简单点,这次我们用SIWAVE,快速仿真抽取4条走线的S参数。
将S参数导出保存,现在我们开始分析。搭建分析电路:
电路的原理是通过信号源同时输出阶跃信号,然后检查信号在接收端达到某个电压幅值时的时间,以此来判断信号是否同时到达。
一切就绪,仿真:
结果就非常的interesting了,虽然四个走线长度完全相同,但是它们到达末端的时间却完全不一致。我们的冠军和最后一名的差距达到了21.7PS,按照1PS大约6mil换算下来,实际等长误差约达到了130mil,这可比苦心积虑绕线去纠结几个十来个Mil大多了。
进一步分析结果,信号最早到达的是我们GAP小间距手风琴,其次是正常GAP间距的手风琴,再者是长号,最后是我们的正常走线。
结果已经清晰了。而造成这个结果的罪魁祸首,就是自耦合。
当信号在蛇形线上传输的时候,信号还在传输线的这一头,但能量已经有一部分耦合到了平行线的另一头,于是当这个信号和自耦合叠加在一起,信号就提前到达。
GAP间距越小耦合也就越严重,信号自然到的更早。
如果要避免这种现象的产生,让等长真正等长,可以通过减小波浪的数量以及增加波浪的GAP间距来进行优化。
这是第一个坑,坑还有很多,下期我们接着分析。
本文转载自: PCB设计与信号完整性仿真(作者:十四岁的十四 )
免责声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请联系小编进行处理。
(mbbeetchina)
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