Особенности трассировки Cyclone IV в BGA с минимальным числом слоев, Советы, рекомендации, обсуждение Опции

[jks]

Развожу плату c EP4CGX30F484 в корпусе FBGA484 (1mm).

Плата небольшая (50мм х 70мм ) и не очень сложная.

В процессе трассировки возникли следующие вопросы:

1. Как трассировать диф-пары LVDS?
1.1. Какие минимальные зазоры между соседними диф-парами?
1.2. Насколько критично выравнивание внутри пары?
1.3. Оправдано ли использование переходных типа GSSG?
1.4. Оправдано ли удаление внутренних падов на переходных?
1.5. Насколько критично расположение согласующих резисторов к выходным контактам для приемных LVDS пар?
2. Как трассировать диф-пары трансиверов?
2.1. Какие минимальные зазоры между соседними диф-парами?
2.2. Нужно ли использовать переходные типа GSSG?
2.3. Нужно ли выравнивать каналы трансиверов между собой?
3. Сколько слоев необходимо для качественной трассировки питания?





Буду рад советам и рекомендациям.

[Ant_m]

Какие могут быть рекомендации??? Телепаты в отпуске(с).

http://www.ti.com/ww/en/analog/interface/l...al&HQS=lvds

Код

LVDS & CML Design Guides

    LVDS Owner's Manual (pdf)
    Low-Voltage Differential Signaling (LVDS) Design Notes (pdf)
    LVDS Application and Data Handbook (pdf)

[krux]

судя по приведенному вами скрину, варианта как всегда два:
- либо 6 слоёв, и париться
- либо 8-10 слоёв, и не париться

GSSG делается настолько легко, что отказываться от него нужно только там, где "ну никак"
unused pads suppression - тоже что и с GSSG
зазор - тройной. меньше - только если есть показания к предельному ужиманию дизайна.

вопросы 1.5, 2.3, 3 - пока что точно к телепатам.

[jks]

судя по приведенному вами скрину, варианта как всегда два:
- либо 6 слоёв, и париться
- либо 8-10 слоёв, и не париться

GSSG делается настолько легко, что отказываться от него нужно только там, где "ну никак"
unused pads suppression - тоже что и с GSSG
зазор - тройной. меньше - только если есть показания к предельному ужиманию дизайна.


вопросы 1.5, 2.3, 3 - пока что точно к телепатам.

1.5. Насколько критично расположение согласующих резисторов к выходным контактам для приемных LVDS пар?
На КИТе с циклоном 4 резисторы согласующие напаяны прямо на переходные с обратной стороны BGA.
Кроме как экономия места, особого смысла не вижу устанавливать так близко. Пары работают максимум до 800МГц.
Я планирую не выше 400-480МГц. Понимаю, что лучше резисторы ставить либо в точке соединения с контактами или после.
Но получается согласование сделать до входных контактов. Далее короткими трассами до пинов.
Ну и соответственно имеет ли смысл на таких частотах использовать GSSG?
Место занимают, а насколько необходимо вопрос открытый. Суммарная длина трассы от BGA до разъема 45 мм (+/-)
На КИТе с циклоном 4 GSSG не использованы и пары разведены как слабосвязанные во внутренних слоях.

2.3. Нужно ли выравнивать каналы трансиверов между собой?
Как использоваться будут пока не знаю.
Планирую использовать в Bоnded режиме (4x).
Интерфейс скорее всего CUSTOM, для связи между модулями.
Можно ли задержку внутри ПЛИС компенсировать, тоже пока не знаю.
Собственно поэтому и спросил у тех кто уже разводил и использовал.

3. Сколько слоев необходимо для качественной трассировки питания?
Если быть точнее то для трассировки питания Циклона.
Напряжения 1.2В, 0.9В, 1.8В, 2.5В.
Из них 1.2В расщепляется на 2 ( ядро+PLL и трансиверы).
Из них 2.5В цифровое питание I/O, аналоговое для трансиверов и клоков.
Выделять на каждое напряжение отдельный слой слишком жирно.

[Ant_m]

Понимаю, что лучше резисторы ставить либо в точке соединения с контактами или после.
Но получается согласование сделать до входных контактов. Далее короткими трассами до пинов.

Лучше так, чем тянуть дополнительные дорожки от выводов приемников до терминаторов. Неужели у EP4CGX30 нет возможности встроенного терминирования? Я не знаток altera, но у xilinx это имеется...)

Ну и соответственно имеет ли смысл на таких частотах использовать GSSG?

Убейте 2-х зайцев сразу, расставьте рядом с терминаторами, кондесаторы - фильтры по питанию и будут вам GSSG. Не обязательно их ставить прям совсем рядом. Кроме того, в таком варианте, можно будет использовать слой с питанием в качестве опороного, вместо земли (только кондесаторы рядом с разьемом тоже не забыть). А вообще, лучше это моделировать.

Нужно ли выравнивать каналы трансиверов между собой?

Если планируете передавать данные по парам синхронно (как в шине) то нужно. Очень сильно сомневаюсь что в FPGA есть возможность тонкого выравнивания сигналов для простых LVDS. А вариант грубой подстройки может и не устроить.

Сколько слоев необходимо для качественной трассировки питания?

Двух слоев, как правило хватает, если правильно расположить источники питания и компоненты.

[FLTI]

Двух слоев, как правило хватает, если правильно расположить источники питания и компоненты.

То есть получается, что для Cyclone IV в корпусе даже FBGA324 (1mm) менее, чем 6-ю слоями не обойтись?
Вот так:
1-й сигнальный слой
1-й слой земли
1-й слой питания
2-й слой питания
2-й слой земли
2-й сигнальный слой

[SM]

1-й сигнальный слой
1-й слой земли
1-й слой питания
2-й слой питания
2-й слой земли
2-й сигнальный слой

Я предпочитаю больше сигнальных слоев. Питание обычно можно развести в 1 слое все сразу, поэтому:

1 - signal
2 - ground plane
3 - signal
4 - signal + some power (всякие там подводы питаний от фильтров к PLL, чтобы лишний раз плейн не резать под такие мелочи)
5 - power plane
6 - signal

а для дифпар обычно хватает TOP и BOTTOM (для второго референсный слой питания, а не земли, надо следить, чтобы не пересекать разрезов в плейне.
если не хватит - можно сделать дифпары на 3-ем, дорисовав на 4-ом локальный ground plane конкретно под дифпарами. В общем, тратить столько меди на питания ИМХО разбазаривание - если выйдет с Вашим стеком, то 99% что выйдет и на 4 слоях, а если разводить руками - то и 99.9%, главное представлять себе, какими путями по меди будут ходить токи и грамотно расставить блокировку.

[FLTI]

У меня похожая задача - подбираю схему питания, размещаю конденсаторы развязки, согласующие резисторы и т.д и развожу плату с Cyclone IV GX в корпусе FBGA324 (1mm).
Посоветуйте какую-нибудь толковую литературу/ tutorials /статьи в тему, а также примеры разводки на 6-слойной плате.