差分布线规则
差分信号走线原则
设计规则1我们处理差分信号的第一个规则是:走线必须等长。
有人激烈地反对这条规则。
通常他们的争论的基础包括了信号时序。
他们详尽地指出许多差分电路可以容忍差分信号两个部分相当的时序偏差而仍然能够可靠地进行翻转。
根据使用的不同的逻辑门系列,可以容忍500 mil 的走线长度偏差。
并且这些人们能够将这些情况用器件规范和信号时序图非常详尽地描绘出来。
问题是,他们没有抓住要点!差分走线必须等长的原因与信号时序几乎没有任何关系。
与之相关的仅仅是假定差分信号是大小相等且极性相反的以及如果这个假设不成立将会发生什么。
将会发生的是:不受控的地电流开始流动,最好情况是良性的,最坏情况将导致严重的共模EMI问题。
因此,如果你依赖这样的假定,即:差分信号是大小相等且极性相反,并且因此没有通过地的电流,那么这个假定的一个必要推论就是差分信号对的长度必须相等。
差分信号与环路面积:如果我们的差分电路处理的信号有着较慢的上升时间,高速设计规则不是问题。
但是,假设我们正在处理的信号有着有较快的上升时间,什么样的额外的问题开始在差分线上发生呢?考虑一个设计,一对差分线从驱动器到接收器,跨越一个平面。
同时假设走线长度完全相等,信号严格大小相等且极性相反。
因此,没有通过地的返回电流。
但是,尽管如此,平面层上存在一个感应电流!任何高速信号都能够(并且一定会)在相邻电路(或者平面)产生一个耦合信号。
这种机制与串扰的机制完全相同。
这是由电磁耦合,互感耦合与互容耦合的综合效果,引起的。
因此,如同单端信号的返回电流倾向于在直接位于走线下方的平面上传播,差分线也会在其下方的平面上产生一个感应电流。
但这不是返回电流。
所有的返回电流已经抵消了。
因此,这纯粹是平面上的耦合噪声。
问题是,如果电流必须在一个环路中流动,剩下来的电流到哪里去了呢?记住,我们有两根走线,其信号大小相等极性相反。
其中一根走线在平面一个方向上耦合了一个信号,另一根在平面另一个方向上耦合了一个信号。
PCB布线设计详介
PCB布线设计详介PCB布线设计是电路设计中非常重要的一个环节,其设计质量直接关系到整个电路的稳定性和性能。
本文将对PCB布线设计的相关内容进行详细的介绍。
一、PCB布线设计的基本原则1.信号传输线要尽量短,减少信号传输时的信号损失,降低噪声干扰。
2.信号线和电源线要分开布线,避免互相干扰,减少互相串扰带来的影响。
3.布线路径尽量简单,避免交叉、弯曲、折返等复杂路径,减少布线电感和电容。
4.布线要避免悬线和盲孔,减少板间电容。
5.时钟信号和高速数据线要特别注意,要尽量短,布垂直于板面,避免与其他线路交叉干扰。
二、PCB布线的技巧1.差分线路的布线差分线路的布线技术是在高速传输系统中广泛应用的一种技术。
差分线路是指将信号线和其镜像线分开布置在PCB板上的一组线路,通过差模信号传输方式来实现。
差分信号与单端信号相比,具有抗噪声干扰、抗串扰、抗EMI(电磁干扰)能力强等特点,因此在高速传输中得到了广泛的应用。
2.布局的作用PCB布局与布线设计相辅相成,布局设计是为了让布线设计得以更好地实现。
优良的布局设计可以减少电路的噪声和信号干扰,提高电路的稳定性。
在PCB布局设计中,需注意尽量采用规则的布局结构,并在PCB布局设计中安排合理的电路模块布局。
同时还要注意小功率电路与大功率电路的分离,以及布局的美观性等。
3.选择合适的信号层在PCB布线设计中,如何选择合适的信号层是选择各层布线的关键之一,正确的选择信号层具有极其重要的作用。
总结各种信号层的特点,选择合适的信号层非常重要,一般可按以下原则进行选择:a.如何选择信号层的数量:在一般的PCB布线设计中,两、四层板较为常见,根据实际需要可选择更多的层数。
b.信号层的放置顺序:一般而言,地层作为底基础层,供电层接在地上方。
地面层主要用来进行接地和铺敷地电位,因此在信号层的选择上要注意尽量使地层尽可能地与其他层隔离开来。
其余层的放置顺序和数量根据实际电路设计需要来决定。
DDR走线规则
1.时钟信号(1)差分布线,差分阻抗100欧姆,差分线误差±5mil。
(2)与其它信号的间距要大于25mil,而且是指edge to edge的间距(3)CLK等长,误差±10mil。
2.数据信号:(1)数据信号分为八组,每组单独分开走线,第一组为DDR_DQ[0:7]、DDR_DQSP0、DDR_DQSN0、DDR_DQM0,以此类推,同组信号在同一层走线。
(2)DQ和DQM为点对点布线,(3)DQS为差分布线。
差分线误差±5mil,差分阻抗100欧姆。
(4)组内间距要大于12mil,而且是指edge to edge的间距,同组内DQ与DQM以DQS为基准等长,误差±5mil。
(5)DQS与DDR2_CLKP等长,误差±5mil。
(6)不同组信号间距:大于20mil(edge to edge的间距)(7)DDR_CKN/P之间的并联100欧姆电阻,需要放置在信号一分二的分叉地方(8)尽可能减少过孔(9)叠层设计的时候,最好将每一层阻抗线宽,控制在差不多宽度(10)信号走线长度,不超过2500mil3.控制信号和地址信号:(1) 组内间距要大于12mil,而且是指edge to edge的间距(2) 所有控制线须等长,误差±10mil。
(3 不同组信号间距:大于20mil(edge to edge的间距)4.其它信号DDR_VREF走线宽度20mil以上。
无论是PCB上使用芯片还是采用DIMM条,DDR和DDRx(包括DDR2,DDR4等)相对与传统的同步SDRAM的读写,我认为主要困难有三点:1,时序。
由于DDR采用双沿触发,和一般的时钟单沿触发的同步电路,在时序计算上有很大不同。
DDR之所以双沿触发,其实是在芯片内部做了时钟的倍频(因为按照耐奎斯特准则,时钟频率应该至少是信号频率的2倍),对外看起来,数据地址速率和时钟一样。
为了保证能够被判决一组信号较小的相差skew,DDR对数据DQ信号使用分组同步触发DQS信号,所以DDR上要求时序同步的是DQ和DQS之间,而不是一般数据和时钟之间。
PCI-E布线规则
PCI-E 布线规则合理的走线设计可以信号的兼容性,减小信号的反射和电磁损耗。
PCI-E 总线的信号线采用高速串行差分通信信号,因此,注重高速差分信号对的走线设计要求和规范,确保PCI-E 总线能进行正常通信。
PCI-E是一种双单工连接的点对点串行差分低电压互联。
每个通道有两对差分信号:传输对Txp/Txn,接收对Rxp/Rxn。
该信号工作在2.5 GHz并带有嵌入式时钟。
嵌入式时钟通过消除不同差分对的长度匹配简化了布线规则。
随着PCI-E串行总线传输速率的不断增加,降低互连损耗和抖动预算的设计变得格外重要。
在整个PCI-E背板的设计中,走线的难度主要存在于PCI-E的这些差分对。
图1提供了PCI-E高速串行信号差分对走线中主要的规范,其中A、B、C和D四个方框中表示的是常见的四种PCI-E差分对的四种扇入扇出方式,其中以图中A所示的对称管脚方式扇入扇出效果最好,D为较好方式,B和C为可行方式。
接下来本文将对PCI-E LVDS信号走线时的注意事项进行总结:图 1 PCI-E 差分线布线规范(1)对于插卡或插槽来说,从金手指边缘或者插槽管脚到PCI-E Switch 管脚的走线长度应限制在4英寸以内。
另外,长距离走线应该在PCB上走斜线。
(2)避免参考平面的不连续,譬如分割和空隙。
(3)当LVDS 信号线变化层时,地信号的过孔应放得靠近信号过孔,对每对信号的一般要求是至少放1 至3个地信号过孔,并且永远不要让走线跨过平面的分割。
(4)应尽量避免走线的弯曲,避免在系统中引入共模噪声,这将影响差分对的信号完整性和EMI。
所有走线的弯曲角度应该大于等于135度,差分对走线的间距保持20mil以上,弯曲带来的走线最短应该大于1.5倍走线的宽度。
当一段蛇形线用来和另外一段走线来进行长度匹配,如图2所示,每段长弯折的长度必须至少有15mil(3倍于5mil的线宽)。
蛇形线弯折部分和差分线的另一条线的最大距离必须小于正常差分线距的2倍。
差分线布线规则设置
Doc Scope : Cadence Allegro 15.x Doc Number : SFTCA06001Author :SOFERCreate Date :2005-5-30Rev :1.00Allegro 15.x差分线布线规则设置文档内容介绍:1.文档背景 (3)2.Differential Pair信号介绍 (3)3.如何在Allegro中定义Differential Pair属性 (4)4.怎样设定Differential Pair在不同层面控制不同线宽与间距 (8)5.怎样设定Differential Pair对与对之间的间距 (11)1.文档背景a)差分信号(Differential Signal)在高速电路设计中的应用越来越广泛,差分线大多为电路中最关键的信号,差分线布线的好坏直接影响到PCB板子信号质量。
b)差分线一般都需要做阻抗控制,特别是要在多层板中做的各层的差分走线阻抗都一样,这个一点要在设计时计算控制,否则仅让PCB板厂进行调整是非常麻烦的事情,很多情况板厂都没有办法调整到所需的阻抗。
c)Allegro版本升级为15.x后,差分线的规则设定与之前版本有很大的改变。
虽然Allegro15.0版本已经发布很长时间了,但是还是有很多人对新版本的差分线规则设置不是很清楚。
2.Differential Pair信号介绍差分信号(Differential Signal)在高速电路设计中的应用越来越广泛,电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计,什么另它这么倍受青睐呢?在PCB设计中又如何能保证其良好的性能呢?带着这两个问题,我们进行下一部分的讨论。
何为差分信号?通俗地说,就是驱动端发送两个等值、反相的信号,接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。
而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。
差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:a.抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。
DDR走线规则
1.时钟信号(1)差分布线,差分阻抗100欧姆,差分线误差±5mil。
(2)与其它信号的间距要大于25mil,而且是指edge to edge的间距(3)CLK等长,误差±10mil。
2.数据信号:(1)数据信号分为八组,每组单独分开走线,第一组为DDR_DQ[0:7]、DDR_DQSP0、DDR_DQSN0、DDR_DQM0,以此类推,同组信号在同一层走线。
(2)DQ和DQM为点对点布线,(3)DQS为差分布线。
差分线误差±5mil,差分阻抗100欧姆。
(4)组内间距要大于12mil,而且是指edge to edge的间距,同组内DQ与DQM以DQS为基准等长,误差±5mil。
(5)DQS与DDR2_CLKP等长,误差±5mil。
(6)不同组信号间距:大于20mil(edge to edge的间距)(7)DDR_CKN/P之间的并联100欧姆电阻,需要放置在信号一分二的分叉地方(8)尽可能减少过孔(9)叠层设计的时候,最好将每一层阻抗线宽,控制在差不多宽度(10)信号走线长度,不超过2500mil3.控制信号和地址信号:(1) 组内间距要大于12mil,而且是指edge to edge的间距(2) 所有控制线须等长,误差±10mil。
(3 不同组信号间距:大于20mil(edge to edge的间距)4.其它信号DDR_VREF走线宽度20mil以上。
无论是PCB上使用芯片还是采用DIMM条,DDR和DDRx(包括DDR2,DDR4等)相对与传统的同步SDRAM的读写,我认为主要困难有三点:1,时序。
由于DDR采用双沿触发,和一般的时钟单沿触发的同步电路,在时序计算上有很大不同。
DDR之所以双沿触发,其实是在芯片内部做了时钟的倍频(因为按照耐奎斯特准则,时钟频率应该至少是信号频率的2倍),对外看起来,数据地址速率和时钟一样。
为了保证能够被判决一组信号较小的相差skew,DDR对数据DQ信号使用分组同步触发DQS信号,所以DDR上要求时序同步的是DQ 和DQS之间,而不是一般数据和时钟之间。
allegro差分布线知识
Doc Scope : Cadence Allegro 15.x Doc Number : SFTCA06001Author :SOFERCreate Date :2005-5-30Rev :1.00Allegro 15.x差分线布线规则设置文档内容介绍:1.文档背景 (3)2.Differential Pair信号介绍 (3)3.如何在Allegro中定义Differential Pair属性 (4)4.怎样设定Differential Pair在不同层面控制不同线宽与间距 (8)5.怎样设定Differential Pair对与对之间的间距 (11)1.文档背景a)差分信号(Differential Signal)在高速电路设计中的应用越来越广泛,差分线大多为电路中最关键的信号,差分线布线的好坏直接影响到PCB板子信号质量。
b)差分线一般都需要做阻抗控制,特别是要在多层板中做的各层的差分走线阻抗都一样,这个一点要在设计时计算控制,否则仅让PCB板厂进行调整是非常麻烦的事情,很多情况板厂都没有办法调整到所需的阻抗。
c)Allegro版本升级为15.x后,差分线的规则设定与之前版本有很大的改变。
虽然Allegro15.0版本已经发布很长时间了,但是还是有很多人对新版本的差分线规则设置不是很清楚。
2.Differential Pair信号介绍差分信号(Differential Signal)在高速电路设计中的应用越来越广泛,电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计,什么另它这么倍受青睐呢?在PCB设计中又如何能保证其良好的性能呢?带着这两个问题,我们进行下一部分的讨论。
何为差分信号?通俗地说,就是驱动端发送两个等值、反相的信号,接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。
而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。
差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:a.抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。
(完整word版)PCI-E的高速PCB布线规则
PCI-E 布线规则1、从金手指边缘到PCIE芯片管脚的走线长度应限制在4英寸(约100MM)以内。
2、PCIE的PERP/N,PETP/N,PECKP/N是三个差分对线,注意保护(差分对之间的距离、差分对和所有非PCIE信号的距离是20MIL,以减少有害串扰的影响和电磁干扰(EMI)的影响。
芯片及PCIE信号线反面避免高频信号线,最好全GND)。
3、差分对中2条走线的长度差最多5MIL。
2条走线的每一部分都要求长度匹配。
差分线的线宽7MIL,差分对中2条走线的间距是7MIL。
4、当PCIE信号对走线换层时,应在靠近信号对过孔处放置地信号过孔,每对信号建议置1到3个地信号过孔。
PCIE差分对采用25/14的过孔,并且两个过孔必须放置的相互对称。
5、PCIE需要在发射端和接收端之间交流耦合,差分对的两个交流耦合电容必须有相同的封装尺寸,位置要对称且要摆放在靠近金手指这边,电容值推荐为0.1uF,不允许使用直插封装。
6、SCL等信号线不能穿越PCIE主芯片。
合理的走线设计可以信号的兼容性,减小信号的反射和电磁损耗。
PCI-E 总线的信号线采用高速串行差分通信信号,因此,注重高速差分信号对的走线设计要求和规范,确保PCI-E 总线能进行正常通信。
PCI-E是一种双单工连接的点对点串行差分低电压互联。
每个通道有两对差分信号:传输对Txp/Txn,接收对Rxp/Rxn。
该信号工作在2.5 GHz并带有嵌入式时钟。
嵌入式时钟通过消除不同差分对的长度匹配简化了布线规则。
随着PCI-E串行总线传输速率的不断增加,降低互连损耗和抖动预算的设计变得格外重要。
在整个PCI-E背板的设计中,走线的难度主要存在于PCI-E的这些差分对。
图1提供了PCI-E高速串行信号差分对走线中主要的规范,其中A、B、C和D四个方框中表示的是常见的四种PCI-E差分对的四种扇入扇出方式,其中以图中A所示的对称管脚方式扇入扇出效果最好,D为较好方式,B和C 为可行方式。
高速信号线布线原则
高速信号线布线原则引言:在现代电子产品中,高速信号线的布线是十分重要的。
良好的布线设计可以有效地减少信号损耗、抑制串扰和噪声干扰,提高信号传输的可靠性和稳定性。
本文将介绍一些高速信号线布线的原则,帮助读者了解并应用于实际设计中。
一、走线路径优化在布线设计中,走线路径是需要优化的关键因素。
首先,应尽量避免信号线的交叉,因为交叉会导致串扰和干扰。
其次,尽量使用直线路径而不是弯曲路径,因为弯曲路径会增加信号线的电感和电阻,导致信号损耗。
此外,还应尽量将高速信号线与其他信号线或电源线分隔开来,以减少互相之间的干扰。
二、匹配阻抗设计高速信号线的匹配阻抗设计是确保信号传输质量的关键。
信号线的阻抗应与信号源和负载的阻抗相匹配,以最大限度地减少反射和信号损耗。
为了实现匹配阻抗,可以采用合适的传输线结构(如微带线、同轴线等)和合适的线宽和间距。
此外,还可以使用终端电阻来实现阻抗匹配。
三、地线设计地线是高速信号线布线中不可忽视的因素。
良好的地线设计可以提供良好的信号回路,减少信号环路和地回路之间的干扰。
一般来说,应尽量使用大面积的地平面,并将地线与信号线相互靠近,以减少信号回路的面积。
此外,还应避免信号线与地线之间的交叉,以减少串扰。
四、差分信号布线差分信号布线是一种常用的高速信号线布线技术。
差分信号由一对互补的信号线组成,可以有效地抑制噪声和串扰。
在差分信号布线中,应尽量保持两根信号线的长度相等,并且尽量靠近地面平面或电源平面,以提高抗干扰能力。
五、电源线布线电源线的布线也是高速信号线布线中需要考虑的因素之一。
电源线应尽量靠近地面平面,并与信号线和地线分开布线,以减少干扰。
此外,还应避免电源线与信号线或地线之间的交叉,以减少串扰。
六、跳线设计在一些情况下,由于布线空间受限或其他因素,可能需要使用跳线来连接信号源和负载。
在跳线设计中,应尽量采用短距离的跳线,缩短信号传输路径,减少信号损耗和干扰。
此外,还应尽量减少跳线的数量,以简化布线结构。
EMC规则
1、包地:覆铜则不需要包地时钟和敏感信号等是否有包地需要,包地时注意过孔的间距,为信号波长的1/5内毕竟地线上也有电阻,如果一条长的地线上没有到GND的过孔,这条地线上会有电压降的是在地线上打孔到GND层吧?可以减小地环的面积,应该可以减小地线上的噪声吧2、走线闭环要减小环路面积。
3、多余铜皮PCB布线完成后整板灌铜,势必会出现很多孤立和异形铜皮,有时候这些铜皮一样会成为发射或接收天线,灌铜时候最好检查是否与所灌网络存在连接,可以加过孔达到目的。
4、差分布线等长等距是差分线的特征,在等长的前提下尽量等距。
有很多信号都是差分线比如:内存的时钟线 CLK 和 -CLKSATA信号线(SATA是Serial ATA的缩写,即串行ATA。
它是一种电脑总线,主要功能是用作主板和大量存储设备(如硬盘及光盘驱动器)之间的数据传输之用。
)USB信号线差分走线要求两条走线在布线过程中:等间距等长另外为了阻抗匹配,间距、线宽、最大长度这些都有要求下面附图:DDR2内存差分时钟线,已经高亮为黄色的两条线补充:差分信号都是两根线,比如USB接口的 D+ 和D-差分信号的优势在于抗干扰能力强,很多串行传输的信号线都有差分线:一根线电压+V,另一根线电压-V,接收端获得的信号是两者的差值+V-(-V)=2V。
外界的干扰信号在两根线中山上的是同样幅度和极性的+v信号,在接收端求差值的过程中互相抵消了向左转|向右转5、电源串扰与电源相邻并且容易受干扰的网络,特别对于开关电源,尽量保证网络远离电源干扰。
6、晶振电路确保晶振组的地线于外围的地线分开,直接进芯片,否则可能会带来一些诸如地线电平漂移现象。
差分走线,蛇形线的走线注意
电子博客网作者:不详布线(Layout)是PCB设计工程师最基本的工作技能之一。
走线的好坏将直接影响到整个系统的性能,大多数高速的设计理论也要最终经过Layout得以实现并验证,由此可见,布线在高速PCB设计中是至关重要的。
下面将针对实际布线中可能遇到的一些情况,分析其合理性,并给出一些比较优化的走线策略。
主要从直角走线,差分走线,蛇形线等三个方面来阐述。
1.直角走线直角走线一般是PCB布线中要求尽量避免的情况,也几乎成为衡量布线好坏的标准之一,那么直角走线究竟会对信号传输产生多大的影响呢?从原理上说,直角走线会使传输线的线宽发生变化,造成阻抗的不连续。
其实不光是直角走线,顿角,锐角走线都可能会造成阻抗变化的情况。
直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面:一是拐角可以等效为传输线上的容性负载,减缓上升时间;二是阻抗不连续会造成信号的反射;三是直角尖端产生的EMI。
传输线的直角带来的寄生电容可以由下面这个经验公式来计算:C="61W"(Er)1/2/Z0在上式中,C就是指拐角的等效电容(单位:pF),W指走线的宽度(单位:inch),εr指介质的介电常数,Z0就是传输线的特征阻抗。
举个例子,对于一个4Mils的50欧姆传输线(εr为4.3)来说,一个直角带来的电容量大概为0.0101pF,进而可以估算由此引起的上升时间变化量:T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps通过计算可以看出,直角走线带来的电容效应是极其微小的。
由于直角走线的线宽增加,该处的阻抗将减小,于是会产生一定的信号反射现象,我们可以根据传输线章节中提到的阻抗计算公式来算出线宽增加后的等效阻抗,然后根据经验公式计算反射系数:ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0),一般直角走线导致的阻抗变化在7%-20%之间,因而反射系数最大为0.1左右。
而且,从下图可以看到,在W/2线长的时间内传输线阻抗变化到最小,再经过W/2时间又恢复到正常的阻抗,整个发生阻抗变化的时间极短,往往在10ps之内,这样快而且微小的变化对一般的信号传输来说几乎是可以忽略的。
差分布线规则
差分布线规则差分布线规则是一种用于管理工程项目延误的方法,它可以帮助项目管理人员及时发现问题,及时做出调整,从而避免项目被延误。
差分布线规则的应用非常广泛,它适用于所有项目类型。
无论是建筑工程、软件开发还是生产制造,只要是一个需要计划与控制的项目都可以使用差分布线规则。
实际上,差分布线规则已经成为项目管理领域的一个标准方法。
那么,究竟什么是差分布线呢?简单来说,差分布线是一条直线,通常用于表示一个工程项目的进度计划。
它是由两个部分组成的,一个是基准线,也就是预计完成时间的直线;另一个是实际线,即实际完成时间的直线。
当这两条直线有明显的偏离时,就会形成一个差分布线。
那么,在实际应用中,如何判断差分布线是否超过了控制界限呢?这时候,就需要使用“规则”了。
差分布线的规则通常有以下几个:1. 差分布线在基准线的上方或下方的持续时间超过3个报告周期。
2. 差分布线的长度超过了预定的长度,通常情况下是3个报告周期。
3. 进度差异已经达到了预设的门槛,通常是10%或20%。
当差分布线超过了控制限制,就需要进行相应的措施了。
这时候,项目管理人员需要检查工作计划,确认问题的准确性,并确定新的完成时间表。
如果问题非常严重,可能需要更改工程的进程或重新设计进度计划。
不管什么情况,重要的是及时采取措施,确保项目能够按时完成。
总的来说,差分布线规则是一个非常有效的管理工程项目的方法。
通过对进度差异和工作计划的不断监控,可以及时发现问题并采取相应的措施,从而确保项目能够顺利进行。
对于项目管理人员来说,掌握差分布线规则是非常重要的,它不仅能帮助你更好地管理项目,还能帮助你成为一个更好的项目管理者。
差分对布线实现等长的方法和步骤
在高密度板子布线中,采用埋盲孔技术可以有效的增加布线空间和提高布通率。Altium Designer 6中,埋盲孔的设置是通过设定钻孔对来实现的。在PCB编辑界面下,选择菜单Design\Layer Stack Manager,就会出现下图的对话框。在这个对话框中我们可以设置板子的信号层、电源层、中间介电层的厚度和层叠关系。我们还可以设置中间介电层的介电常数。此外,我们还可以设置钻孔对,即允许相互之间钻孔的层对关系。如果从顶层或底层钻孔到中间层,就叫做埋孔;在两个中间层之间钻孔,就叫做盲孔。
我们点击窗口右下角的“PCB”,并且选择“PCB”来打开PCB窗口。在PCB窗口的下拉菜单中选择“Differential Pairs Editor”,然后选择“Designator”窗口中用“Ctrl+A”命令选中所有的差分对信号。点击“Rule Wizard”,“Differential Pair Rule Wizard”窗口就会弹出来。
接下来运行“Tools\Equalize Net Length”命令,对上述已经布好的线段做等长补偿。等长补偿的形式有三种900角、450角和圆弧。一般选择900角比较好,因为这种方式方便我们对线的长度做些微调。
然后我们选择“Place\Differential Pair Routing”命令来完成差分对的布线。我们用“Shift+H”打开悬浮窗,鼠标所指的网络的布线长度会显示在悬浮窗中。我们察看差分对的两个网络的布线长度,并计算它们的长度差是否符合要求。如果不符合要求,我们可以根据长度差来微调某个网络的长度来达到等长要求。
我们根据向导指示可以分别设定与差分对布线相关的差分对的走线宽度、等长和布线间距等规则。
三、差分对布线及实现等长的方法
具有差分对信号的芯片一般是多管脚期间,首先要根据布线要求或者走线需要将差分对信号扇出到布线层。然后,走出一段距离地线并且注意这段线的周围有足够的空间来增加等长补偿。对差分对信号的两端的芯片,都要作上述操作。
PCB布局布线的一些规则
PCB布局布线的一些规则一、布局元器件布局的10条规则:1. 遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.2. 布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件.3. 元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。
4. 相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;5. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局;6. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。
同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产和检验。
7. 发热元件要一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
8. 布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分。
9、去偶电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短。
10、元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来的电源分隔。
二、布线(1)布线优先次序键信号线优先:摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线密度优先原则:从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。
从单板上连线最密集的区域开始布线注意点:a、尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层,并保证其最小的回路面积。
必要时应采取手工优先布线、屏蔽和加大安全间距等方法。
保证信号质量。
b、电源层和地层之间的EMC环境较差,应避免布置对干扰敏感的信号。
c、有阻抗控制要求的网络应尽量按线长线宽要求布线。
(2)四种具体走线方式1 、时钟的布线:时钟线是对EMC 影响最大的因素之一。
在时钟线上应少打过孔,尽量避免和其它信号线并行走线,且应远离一般信号线,避免对信号线的干扰。
差分线布线规则设置
差分线布线规则设置1.差分线对称性:差分线两侧的引脚和电路元件布局应保持对称。
这可以减少差分线之间的不对称模式耦合和电磁辐射。
2.差分线长度匹配:差分线的长度应保持匹配,以确保同时到达终端。
如果差分线长度不匹配,会产生时间延迟不一致,降低信号完整性。
3.差分线宽度和间距:差分线的宽度和间距应根据设计要求和信号速度来选择。
宽度和间距的选择会影响差分线的阻抗匹配和互联层与控制层之间的电场耦合。
4.反噪声短接:差分线的末端应通过反噪声短接到地,以减少终端反射和信号回波。
这可以通过添加电容、电阻和电感等元件来实现。
5.差分阻抗控制:差分线的阻抗应根据设计要求来控制。
为了保持阻抗匹配,可以通过调整差分线的宽度、间距和布线层的厚度来实现。
6.弯曲和过渡:差分线在转弯和过渡区域需要遵循一定的规则。
弯曲半径应足够大,以减少信号的损失和失真。
过渡区域应尽可能短,并使用过渡导线来平滑过渡。
7.差分线与其他线的保持距离:差分线与其他线(如功率线和时钟线)之间应保持一定的距离,以减少互相之间的电磁干扰。
8.差分线与地线的布局:差分线和地线之间应尽可能保持平行,并且在布局上应注意避免高频回路的闭合路径,以减少环路电流。
9.差分线层选择:在多层电路板设计中,差分线的布局有多种选择。
差分线应尽量选用内层布线,以减少对外界的电磁辐射和抗干扰能力的提高。
10.差分线屏蔽:在一些特殊的应用中,如高速信号传输,可以考虑在差分线上添加屏蔽层或屏蔽罩,以进一步减少电磁干扰和提高信号完整性。
在进行差分线布线时,可以借助专业的电路板设计软件,如Altium Designer、Cadence Allegro等,来自动生成差分线布线规则。
这些软件通常提供了丰富的设置选项和规则检查功能,可以帮助设计工程师进行布线规则设置和布线优化。
差分走线,蛇形线走线注意
差分走线,蛇形线的走线注意差分走线,蛇形线走线注意电子博客网作者:不详布线(Layout)是 PCB 设计工程师最基本的工作技能之一。
走线的好坏将直接影响到整个系统的性能,大多数高速的设计理论也要最终经过 Layout 得以实现并验证,由此可见,布线在高速 PCB 设计中是至关重要的。
下面将针对实际布线中可能遇到的一些情况,分析其合理性,并给出一些比较优化的走线策略。
主要从直角走线,差分走线,蛇形线等三个方面来阐述。
1.直角走线直角走线一般是 PCB 布线中要求尽量避免的情况,也几乎成为衡量布线好坏的标准之一,那么直角走线究竟会对信号传输产生多大的影响呢?从原理上说,直角走线会使传输线的线宽发生变化,造成阻抗的不连续。
其实不光是直角走线,顿角,锐角走线都可能会造成阻抗变化的情况。
直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面:一是拐角可以等效为传输线上的容性负载,减缓上升时间;二是阻抗不连续会造成信号的反射;三是直角尖端产生的EMI。
传输线的直角带来的寄生电容可以由下面这个经验公式来计算:C="61W"(Er)1/2/Z0 在上式中,C 就是指拐角的等效电容(单位:pF),W 指走线的宽度(单位:inch),εr 指介质的介电常数,Z0 就是传输线的特征阻抗。
举个例子,对于一个 4Mils 的 50 欧姆传输线(εr 为 4.3)来说,一个直角带来的电容量大概为 0.0101pF,进而可以估算由此引起的上升时间变化量:T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps 通过计算可以看出,直角走线带来的电容效应是极其微小的。
由于直角走线的线宽增加,该处的阻抗将减小,于是会产生一定的信号反射现象,我们可以根据传输线章节中提到的阻抗计算公式来算出线宽增加后的等效阻抗,然后根据经验公式计算反射系数:ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0),一般直角走线导致的阻抗变化在 7%-20%之间,因而反射系数最大为 0.1 左右。
数字电路布线规则
数字电路布线规则数字电路布线规则是指在设计和布置数字电路时应遵循的一系列指导原则和规范。
它们有助于确保电路的正常运行、提高电路的可靠性并减少干扰和误差。
本文将为您介绍一些常见的数字电路布线规则。
1. 分割电路区域在数字电路布线中,将电路划分为逻辑区域可使布线更加清晰和有序。
不同的电路模块或信号源应在不同的区域布置,以减少信号干扰。
此外,还应考虑到信号传输的路径和长度,避免信号穿越过多的区域。
2. 最短路径设计为了减少信号传输的延迟和干扰,应尽量设计最短路径。
在布线时,应选择最近的连线路径,以降低信号传输的时间和能耗。
同时,要注意避免长串行线和长回路的存在,因为它们容易产生时序问题和干扰。
3. 地线和电源线分离将地线和电源线分离布置是数字电路布线的重要原则。
通过分离地线和电源线可以减少回路中的地回路噪声,降低电磁干扰的风险。
此外,地线和电源线应尽量平行布线,以减少互相间的干扰。
4. 信号线和电源线交错排列为了降低电磁干扰,信号线和电源线应该交错排列。
这样可以减少信号线和电源线之间的相互感应和串扰。
同时,还应避免信号线与高频噪声源或较强电流源平行布线,以防止信号受到外部干扰。
5. 引脚和线路长度匹配在布线时,应尽量使引脚和线路的长度匹配。
当引脚和线路长度不一致时,可能会引起时序偏差,导致信号的延迟和失真。
因此,应尽量通过布局设计,使引脚和线路长度保持一致。
6. 信号线和地线间隔为了减少串扰和互感,信号线和地线之间应该保持适当的间隔。
如果间隔过小,容易导致互相之间发生电磁干扰;如果间隔过大,信号线和地线之间的耦合效果会减弱。
选择合适的间隔可以平衡二者之间的关系。
7. 差分信号布线对于差分信号,应该采用差分布线方式进行布线。
差分布线可以提高抗干扰能力,减少电磁辐射和串扰。
布线时,差分信号线应尽量保持等长,并且要注意差分对的布线方向和布线路径的匹配。
总结数字电路布线规则在保证电路正常运行和可靠性方面起着重要作用。
差分信号线布线的优点和布线策略
差分信号线布线的优点和布线策略中心议题:差分信号介绍差分信号线的布线差分信号的优势解决方案:差分线对中的两个PCB线完全一致高速设计规则通常也都适用于差分信号的布线布线非常靠近的差分信号对相互之间也会互相紧密耦合,这种互相之间的耦合会减小EMI发射,差分信号线的主要缺点是增加了PCB的面积,本文介绍电路板设计过程中采用差分信号线布线的布线策略。
众所周知,信号存在沿信号线或者PCB线下面传输的特性,即便我们可能并不熟悉单端模式布线策略,单端这个术语将信号的这种传输特性与差模和共模种信号传输方式区别开来,后面这两种信号传输方式通常更为复杂。
差分和共模方式差模信号通过一对信号线来传输。
一个信号线上传输我们通常所理解的信号;另一个信号线上则传输一个等值而方向相反(至少在理论上是这样)的信号。
差分和单端模式最初出现时差异不大,因为所有的信号都存在回路。
单端模式的信号通常经由一个零电压的电路(或者称为地)来返回。
差分信号中的每一个信号都要通过地电路来返回。
由于每一个信号对实际上是等值而反向的,所以返回电路就简单地互相抵消了,因此在零电压或者是地电路上就不会出现差分信号返回的成分。
共模方式是指信号出现在一个(差分)信号线对的两个信号线上,或者是同时出现在单端信号线和地上。
对这个概念的理解并不直观,因为很难想象如何产生这样的信号。
这主要是因为通常我们并不生成共模信号的缘故。
共模信号绝大多数都是根据假想情况在电路中产生或者由邻近的或外界的信号源耦合进来的噪声信号。
共模信号几乎总是“有害的”,许多设计规则就是专为预防共模信号出现而设计的。
差分信号线的布线通常(当然也有一些例外)差分信号也是高速信号,所以高速设计规则通常也都适用于差分信号的布线,特别是设计传输线这样的信号线时更是如此。
这就意味着我们必须非常谨慎地设计信号线的布线,以确保信号线的特征阻抗沿信号线各处连续并且保持一个常数。
在差分线对的布局布线过程中,我们希望差分线对中的两个PCB线完全一致。
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利用Protel (Altium Designer)进行差分线布线
(李元兵 Last update: 23rd-May-2007)
听说Protel出新的版本了,在网上看了一下却没看到. 后来有一天想下载一个Advance Design System(ADS),看到网上有个绿色版的,下下来一看,却是我熟悉的Protel,不过已经改名叫Altium Designer System(ADS)了,仔细看看说明,说已经支持差分线布线了,经过一番折腾,终于弄出来了,现和大家分享一下:
要让Protel(或者说Altium Designer )在交互布线时走差分线,需要经过以下几个步骤:
1:在布线规则中定义差分线布线规则.
2:在对象管理器中定义差分线对.
3:使用放置命令中的差分线布线命令.
下面详细图解整个过程:
差分线布线规则
不熟悉Protel DXP版的人可能不熟悉这个菜单,下面是布线规则设置的各个步骤的截图:
定义差分线对
规则设定好后,就可以定义差分线对了,定义差分线对和设置差分线布线规则的顺序并没有严格要求,不过好的设计习惯应该是先定义规则.
定义差分线对在PCB 的对象管理器里(设计面板)进行,不熟悉Protel DXP 的常常把这个面板关掉后就再也打不开了,我在这里再把图贴出来,熟悉的朋友不要嫌我啰唆.
下面的操作是在设计面板里进行的.
好了,点一下OK,(这个不用说吧!)我们就得到一个差分线对了.
差分线布线
这一步最简单了,不过我还是贴个图出来,
这一步有时候很让人迷惑,在选择需要布线的差分线对的其中一个网络后,布线既开始了, 不需要指定另一个网络的起点,系统会自动找到最近的点开始布线.
好了,经过简单的10步,我们的Protel 也可以进行差分线步线了,其效果可以在第9步的截图中看到.
最后祝愿我的宝宝在我爱人的身体里健康成长!!
欢迎交流: E-Mail to : Robin_li@。