Разводка дифпар, гигагерцы (межплатное) Опции

[axalay]

Господа-посоветуйте плиз

- ссылочки где почитать рекомендации и советы по разводке таких цепей.

- если несколько дифпар идут параллельно на одном слое, то лучше ли будет если между парами дифсигналов (а не между дифпарой!!!) пропустить земельные полигоны?

- Для стандарта CML (AC-coupled) важно ли то, что кондеры должны стять близко к приемнику?

- Лучше ли будет если залить землей все свободное пространство (в том числе и тех где проходят эти дифпары) внутренних слоев и какие растояния до заливки от этих дифпар луче придерживаться?

... пока все - но будут еще вопросы

...чувствую одним местом что с первой платы не заработает плата из-за этих дифпар

[Artem-1.6E-19]

Господа-посоветуйте плиз

- ссылочки где почитать рекомендации и советы по разводке таких цепей.

Их море в инете. Даже с on-line калькуляторам.

- если несколько дифпар идут параллельно на одном слое, то лучше ли будет если между парами дифсигналов (а не между дифпарой!!!) пропустить земельные полигоны?

Да. Но "не ближе чем" или считать. Хотя вот если на материки посмотреть,то никто так не делает.

- Для стандарта CML (AC-coupled) важно ли то, что кондеры должны стять близко к приемнику?

Думаю что нет.

- Лучше ли будет если залить землей все свободное пространство (в том числе и тех где проходят эти дифпары) внутренних слоев и какие растояния до заливки от этих дифпар луче придерживаться?

СТОП! Диф. пара считается, обычно, если она проходит над внутренним слоем. Тоесть задается диэлектрическая проницаемость FR-4, задается толщина FR-4, задается толщина меди, ширина дорожек, щирина между дрожек. По этим параметром считается волновое сопротивление итд.

...чувствую одним местом что с первой платы не заработает плата из-за этих дифпар

В ГУГЛ!!! Срочно.


http://www.technick.net/public/code/cp_dpa..._imp_calculator
http://www.technick.net/public/code/cp_dpa...microstrip_diff
У вас это
http://www.technick.net/images/util_pcb_im...ostrip_diff.gif

Сообщение отредактировал Artem-1.6E-19 - Dec 5 2006, 14:53

[axalay]

у меня они во внутренних слоях. Такие рисунки (общего содержания) я видел.

Когда я просил ссылочки с советами и рекомендациями - я имел ввиду больше практического чем теорию

[HardJoker]

[quote name='Artem-1.6E-19' date='Dec 5 2006, 14:50' post='183761']
СТОП! Диф. пара считается, обычно, если она проходит над внутренним слоем. Тоесть задается диэлектрическая проницаемость FR-4, задается толщина FR-4, задается толщина меди, ширина дорожек, щирина между дрожек. По этим параметром считается волновое сопротивление итд.
[quote]
...чувствую одним местом что с первой платы не заработает плата из-за этих дифпар
[/quote]

Диф. пара на двух слоях "проводник-над-проводником" - разве нет?

[Artem-1.6E-19]

Диф. пара на двух слоях "проводник-над-проводником" - разве нет?

Возьмите материнку, или видекарточку. Там все нарисовано.

[HardJoker]

Диф. пара на двух слоях "проводник-над-проводником" - разве нет?

Возьмите материнку, или видекарточку. Там все нарисовано.

Частный случай, для общего понимания брать нужно учебник

[Artem-1.6E-19]

Частный случай, для общего понимания брать нужно учебник

Конечно нужно. Но для того чтобы возникли вопросы - достаточно.

[RandI]

у меня они во внутренних слоях. Такие рисунки (общего содержания) я видел.

Когда я просил ссылочки с советами и рекомендациями - я имел ввиду больше практического чем теорию

А почему Вы пускаете проводники по внутренним слоям? лучше избегать переходных, особенно на таких частотах (лучше убрать все остальные проводники куда подальше).

Насчет заливать все землей, то можно (вреда это не нанесет), но осторожно, рассчитав при этом как изменится импеданс линии. Обычно дифференциальное сопротивление диф. пар составляет 100Ом. Если зальете полигоном земли, то диф. сопротивление изменится и Вам надо будет скорректировать ширину проводников, чтобы опять привести к 100Ом.

По поводу растояния между парами, есть следующее правило:
Using the edge-to-edge ”S” distance between the traces of a pair, other separations can be defined:
• The distance between two pairs should be >2S.
• The distance between a pair and a TTL/CMOS signal should be >3S at a minimum. Even better,
locate the TTL/CMOS signals on a different plane isolated by a ground plane.
• If a guard ground trace or ground fill is used, it should be >2S away.

Сообщение отредактировал RandI - Dec 6 2006, 09:23

[Artem-1.6E-19]

А почему Вы пускаете проводники по внутренним слоям? лучше избегать переходных, особенно на таких частотах (лучше убрать все остальные проводники куда подальше).

Если БГА, то может быть что без этого никак. Еще проблема с тем, что внутренний слой, его ни прозвонить, ни проверить, ни осцилографом в него ткнуть.

[axalay]

У кого есть прога HyperLynx? ... Дайте плиз ссылочку или скиньте мне на мыло axalay@gmail.com

[axalay]

Внутренние слои:

- питание либо земля

- слой с диференциальными полосковыми линиями со связью по боковой стороне дорожек

- питание либо земля

- слой с диференциальными полосковыми линиями со связью по боковой стороне дорожек

- питание либо земля

Вопросы:

- как лучше : земля / питание / земля либо питание / земля / земля .... и т.д ?

- обязатен ли слой между слоями дифпар (есть участок где дифпары по двум слоям проходят параллельно почти одна над другой) ?

[Artem-1.6E-19]

- как лучше : земля / питание / земля либо питание / земля / земля .... и т.д ?

- обязатен ли слой между слоями дифпар (есть участок где дифпары по двум слоям проходят параллельно почти одна над другой) ?

Я ничего не понял.

[axalay]

3 внутренних слоя- слои заливки. Вопрос в том важно ли который из них GND

а второй вопрос состоит в том обязателен ли слой заливки между двумя слоями сигналов (в данном случае слои где распологаются дифпары)

[Zeroom]

Для расчетов рекомендую Si9000 от Polar Instruments, версию поновее, очень удобный калькулятор. А для формирования стека слоев к нему добавить SB200. Правда лекарство к последним версиям не нашел

[RandI]

Внутренние слои:

- питание либо земля

- слой с диференциальными полосковыми линиями со связью по боковой стороне дорожек

- питание либо земля

- слой с диференциальными полосковыми линиями со связью по боковой стороне дорожек

- питание либо земля

Вопросы:

- как лучше : земля / питание / земля либо питание / земля / земля .... и т.д ?

- обязатен ли слой между слоями дифпар (есть участок где дифпары по двум слоям проходят параллельно почти одна над другой) ?

1) 5-ти слойную плату лучше не делать из-за соображений технологичности.
2) лучше "питание/земля/земля" для того чтобы разделить слои с диф. парами слоем земли, чтобы они друг на друга не наводили помех.

[Artem-1.6E-19]

1) 5-ти слойную плату лучше не делать из-за соображений технологичности.
2) лучше "питание/земля/земля" для того чтобы разделить слои с диф. парами слоем земли, чтобы они друг на друга не наводили помех.

Блин, что вы там делаете такое? Кому такое надо? Чем плохо просто по поверхности разводить? Посмотрите на мамку AMDэшную. Там гипертранспорт есть. Спокойно все разведено в 4х слоях.

[axalay]

Еще вопросы

- где найти инфу о максимальном количестве переходок для определенной частоты (с учетом разьемов)

- что сделать когда в разрыв дифпары ставятся кондеры (и лучше ли ставить меньшего типоразмера)

[Artem-1.6E-19]

Еще вопросы
- где найти инфу о максимальном количестве переходок для определенной частоты (с учетом разьемов)

Такое невозможно. На сайтах написано что волновое сопротивление via не получается сделать контролируемым. Тоесть лучше чтобы via вообще не было. Я делал именно так. В к примеру DDR это необходимо только для клока. Остальные могут быть с виами.

- что сделать когда в разрыв дифпары ставятся кондеры (и лучше ли ставить меньшего типоразмера)

Думаю что чем меньше, тем лучше.

[axalay]

1) 5-ти слойную плату лучше не делать из-за соображений технологичности.
2) лучше "питание/земля/земля" для того чтобы разделить слои с диф. парами слоем земли, чтобы они друг на друга не наводили помех.

Блин, что вы там делаете такое? Кому такое надо? Чем плохо просто по поверхности разводить? Посмотрите на мамку AMDэшную. Там гипертранспорт есть. Спокойно все разведено в 4х слоях.

Во первых - я не говорил что плата пятислойная, а говорил что это внутренние слои!

А во вторых ну не получается по верху развести

И дайте плиз ссылку где эту плату мона посмореть - а то "посморите" ... а где?

[Artem-1.6E-19]

И дайте плиз ссылку где эту плату мона посмореть - а то "посморите" ... а где?

На материнской плате. Может быть так, что для этого нужно будет снять у вас крышку с компютера и посмотреть внутрь. Обрартить внимание на
PCI-E Там 2.5гигагерц. Диф. пары.
HT - шины между чипсетом на материнке и процессором.
DDR - между процессором и памятью.
Обратить внимание - все дифпары разные по ширине. Обратить внимание на то, какие там VIA. После чего думать, моделировать, читать спец литературу, чтобы понять почему именно так, а не иначе.

[fill]

Еще вопросы

- где найти инфу о максимальном количестве переходок для определенной частоты (с учетом разьемов)

- что сделать когда в разрыв дифпары ставятся кондеры (и лучше ли ставить меньшего типоразмера)

http://www.mentor.com/products/pcb/expedit..._kits/index.cfm

У ментора есть киты для DDR, DDR2, PCI-X, HyperTransport, LVDS, PCI-E и т.д.

В них и моделируйте конкретные ситуации.

[Krys]

пройдитесь поиском или полистайте темы в этой ветке. По моим подсчётам, ваша тема уже повторяется раз в 5й или даже больше...

[Paul]

Почитайте http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=23867, http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=7906. Там хоть не дифпары, но много полезного.
При трассировке согласованных цепей важно, чтобы их характеристики не менялись при переходе со слоя на слой, поэтому разрабатывайте структуру платы так, чтобы импедансы провоников и дифпар на внешних и внутренних слоях были одинаковые и не забывайте про слои питания, которые должны быть расположены обязательно парами для получения нормального питания изделия. Какой из питающих слоев лежит рядом с сигнальным проводником для Signal Integrity совершенно не важно, т.к. у питающих слоев огромная емкостная связь. Как пример можно рассмотреть структуру: TOP-GND-SIG1-PWR-GND-SIG2-GND-BOT. В данной структуре к каждому сигнальному слою есть подложка из питающего слоя.
К предложениям смотреть на материнки нужно относиться скептически. Это БЫТОВУХА, причем ДЕШЕВАЯ. Там всего 4 слоя и оптимизированные к топологии кристаллы. Все это предназначено для работы в тепличных условиях.
Почитать рекомендую High-Speed Signal Propagation. Howard Johnson.
И еще маленький совет: поменьше слушайте Artem-1.6E-19, он добру не научит. Складывается впечатление, что товарищ просто набирает посты.

[Artem-1.6E-19]

К предложениям смотреть на материнки нужно относиться скептически. Это БЫТОВУХА, причем ДЕШЕВАЯ. Там всего 4 слоя и оптимизированные к топологии кристаллы. Все это предназначено для работы в тепличных условиях.

Ага. Дешевая, и причем КРУПНОСЕРИЙНАЯ. Если на единичных экземлиярах можно пошаманить клоками итд, то на крупносерийной фиг.

Почитать рекомендую High-Speed Signal Propagation. Howard Johnson.
И еще маленький совет: поменьше слушайте Artem-1.6E-19, он добру не научит. Складывается впечатление, что товарищ просто набирает посты.

Я вообще, человек не добрый. Тут вы совершенно правы. Про то что читать литературу - тоже правы. В качестве примеров, смотреть дешевую бытовуху. В умных книжках читать, почему сделано именно так, а не иначе.

[axalay]

И еще маленький совет: поменьше слушайте Artem-1.6E-19, он добру не научит. Складывается впечатление, что товарищ просто набирает посты.

скоро догонит!

Ну все - развел...обратного пути не будет! Результаты расскажу. Почитал высший курс черной магии-будет толк от него или нет....

[Joe]

Блин, что вы там делаете такое? Кому такое надо? Чем плохо просто по поверхности разводить? Посмотрите на мамку AMDэшную. Там гипертранспорт есть. Спокойно все разведено в 4х слоях.

"Чем плохо просто по поверхности разводить?"

Сейчас у меня подобная задача: дифф. цепи pecl, частоты 2.5 ГГц надо протащить через разъем с одной платы на другую. Тоже думал разводить в наружных слоях, но производитель используемых микросхем чётко пишет в рекомендациях по разводке:

Stripline is strongly recommended.
Stripline reduces forward crosstalk, provides better coupling to ground planes,
and reduces emissions. If dual stripline is used, traces on one layer must be
routed in a perpendicular direction to the other layer.
Broadside coupled lines are not recommended as the differential impedance
control of such trace pairs is not as well controlled as edge coupled lines.

Также - после разговора с людьми, которые занимаются изготовлением плат, я понял, что в наружных слоях геометрические параметры проводников нельзя сделать "точно" - то есть то что получится реально будет сильно отличаться от того, что было в жерберах. Это касается и расстояний между проводниками и их толщины. Причем появление переходов (из-за того, что дифф-пары будут разведены во внутренних слоях) будет "меньшим злом" по сравнению с искажениями геометриии этой дифф. пары из за того, что она будет изготавливаться в наружном слое.
Поэтому "Чем плохо просто по поверхности разводить?" - ответ: это плохо очень во многих отношениях, если не во всех.

[Paul]

Stripline is strongly recommended.
Stripline reduces forward crosstalk, provides better coupling to ground planes,
and reduces emissions. If dual stripline is used, traces on one layer must be
routed in a perpendicular direction to the other layer.
Broadside coupled lines are not recommended as the differential impedance
control of such trace pairs is not as well controlled as edge coupled lines.

Никакого отношения к геометрии топологии данное утверждение не имеет. Нынешние технологии позволяют выполнять топологию с точностью 10мкм, в т.ч. и на наружных слоях, а погрешность импеданса +-10% во многих случаях никак не влияет на цифровые схемы. При проведении трассы (особенно высокочастотной) по поверхности появляется излучение наружу и расстояние между трассами надо делать больше чтобы избежать больших значений XTalk, а излучение на компоненты и платы вообще устранить нечем. Возможно также воздействие полей от внешних источников поля на проводники платы. Эти проблемы вообще определить трудно в силу их зависимости от окружения. Проведение пары во внутреннем слое инкапсулирует поля внутри платы между слоями питания (земли), обеспечивая малую зону распространения поля и защиту от внешнего излучения. Это собственно и написано в приведенной цитате.

[opyvovar]

Господа-посоветуйте плиз

- ссылочки где почитать рекомендации и советы по разводке таких цепей.

- если несколько дифпар идут параллельно на одном слое, то лучше ли будет если между парами дифсигналов (а не между дифпарой!!!) пропустить земельные полигоны?

- Для стандарта CML (AC-coupled) важно ли то, что кондеры должны стять близко к приемнику?

- Лучше ли будет если залить землей все свободное пространство (в том числе и тех где проходят эти дифпары) внутренних слоев и какие растояния до заливки от этих дифпар луче придерживаться?

... пока все - но будут еще вопросы

...чувствую одним местом что с первой платы не заработает плата из-за этих дифпар

Да разводка высокочастотных цепей - дело тонкое. Обычно производитель для своих чипов задает все необходимое для разводчика, но это так , результаты собственных исследований фирмы, все они основаны на расчете электромагнитных полей, о чем часто забывают.
Так что поле нужно исследовать, и протекающие токи во всех проводниках, в том числе и питания , и земли.
Что касается дифференциальных диф пар, то еще очень много зависит от производителя.
В подавляющем большинстве диф. пар используется слабая электромагнитная связь между проводниками диф. пары именно из за того, что она менее критична к технологическим допускам по всем трем направлениям в топологии платы , а также дает возможности локального несоблюдения расстояния между проводниками при трассировке. Однако, такую пару нужно рассматривать как два , практически несвязанных проводника с вытекающими отсюда последствиями, а именно:
1. Необходимо обеспечить неразрывность связи в зоне пролегания такой пары в слоях земли и питания, так как разрыв возвратных токов каждого проводника может привести к катастрофическим последствиям, в конечном счете это приводит к необходимости увеличения числа слоев.
2. Несколько снижается защита от электромагнитных наводок и сторонних излучений.
3. Такая структура пары занимает больше места на плате, что для плотных есть достаточно важно.
4. Для таких пар усиливается влияние неоднородностей диэлектрика и проводника.
5. Более трудно уменьшить влияние эффекта близости и скин эффекта за счет "шершавости" самого проводника.
6. Вхолостую используется больше меди и изолятора.
Но , все таки , главное сделать работающую плату, так что если у вас ненадежный проивзводитель, то лучше использовать именно такую структуру, кроме того, такую структуру можно прокладывать и по внешней поверхности платы. Кстати, по внешней поверхности рекомендуется тащить цепи синхронизации , для которых очень критична длина и разбаланс диференциальной линии (любой вход во внутренний слой это переходное отверстие и резкое возрастание неоднородности диэлектрика).

Цепи с сильной связью, такие как стриплайн со связью по широкой стороне проводника имеют значительные преимущества именно потому, что возвратные токи текут по спаренному проводнику и практически не распространяются по шинам земли и питания. Т.е. можно усложнить проводящую структуру экранных слоев, а также уплотнить разводку, причем достаточно сильно.
Однако такая слоевая структура требует слишком точного производства и соответсвенно дороже в изготовлении.
Короче, палка о двух концах....
Расстояние до заливки вокруг дифпары, оценивается как приблизительно тройная ширина проводника, это что бы он сильно не влиял на сопротивление дифпар.
Кстати, с точки зрения электромагнитной совместимости сближать диф пары со связью по узкой стороне проводника ближе чем 0,5мм не имеет смысла....

[Jul]

Издательский дом "Технологии" регулярно проводит семинар по теме
"Проектирование печатных плат для цифровых систем повышенного быстродействия"
Руководитель семинара - КЕЧИЕВ Л.Н.
В том числе там самым подробным образом освещаются вопросы разводки дифф. пар.

http://www.techizdat.ru/index.sema?a=actio...mp;action_id=42

[ikar77]

Использую калькулятор http://www.ultracad.com/diff_calc_downloads.htm

Сначала нужно расчитать структуру слоёв. Структура должна быть симметрична.
Подобрать толщины дорожек, меди и препрегов. Материал препрегов обычно FR-4 (Er = 4.2 ... 4.5).
Здесь без консультации с заводом изготовителем плат не обойтись. С заводом нужно обговорить их возможности, дабы не переделывать проект. Вышлите им вариант структуры слоёв со всеми параметрами для согласования.

Далее можно приступать к разводке
Я руководствуюсь следующими правилами при разводке дифференциальных пар:


- зазор между двумя дорожками дифференциальной пары в идеале в 2 раза больше толщины дорожки;

- Делать как можно меньше переходных. При BGA от переходов никуда не денешься, поэтому стараюсь делать переход у BGA -> во внутренний слой -> переход у нужного компонента наружу. То есть 2 штуки на линию. Но переходы как можно ближе к компонентам.

- Длина линий дифференциальной пары должна быть в идеале одинакова между собой.

Ну, а заливать потом пустое пространство землёй не нужно. Тяжело спрогнозировать конечный импеданс дорожек.

[Mahim]

На мой взгляд Hyperlynx действительно упрощает эти процессы проектирования как не однократно приводилось на этом форуме. Зачем себя ограничивать топологией симетрично или нет под такие калькуляторы. Сделал как хочешь - HL подсчитал волновое сопротивление, нашел ширину проводника, также выдал растояние между + и - и не приходится пользоватся правилами напоминающие легенды - приблезительно в два раза шире или в три или еше чтонито.

[Жека]

Я руководствуюсь следующими правилами при разводке дифференциальных пар:
- зазор между двумя дорожками дифференциальной пары в идеале в 2 раза больше толщины дорожки;

в том случае, если не задан дифференциальный импеданс пары. Если задан, зазор подбирается под этот импеданс.

- Длина линий дифференциальной пары должна быть в идеале одинакова между собой.

Мы живем в реальном мире , поэтому в даташитах обычно пишется, с какой точностью следует выравнивать линии дифпары. Лишняя точность особо не нужна

[ikar77]

в том случае, если не задан дифференциальный импеданс пары. Если задан, зазор подбирается под этот импеданс.
Мы живем в реальном мире , поэтому в даташитах обычно пишется, с какой точностью следует выравнивать линии дифпары. Лишняя точность особо не нужна

Излишние придирки тоже излишни

[Жека]

Излишние придирки тоже излишни

ОК, объясню на реальном примере (идеального нету)
Если у Вас на плате дифпар не более десятка, а времени сколько угодно - тогда да, можно без проблем доводить проект до состояния икебаны (зачот автору фразы ).
А если дифпар несколько сотен, а проект надо завтра передать на проверку? Извиняйте, бесполезные выравнивания не катят. Управиться бы с требуемым объемом работы.

[ikar77]

ОК, объясню на реальном примере (идеального нету)
Если у Вас на плате дифпар не более десятка, а времени сколько угодно - тогда да, можно без проблем доводить проект до состояния икебаны (зачот автору фразы ).
А если дифпар несколько сотен, а проект надо завтра передать на проверку? Извиняйте, бесполезные выравнивания не катят. Управиться бы с требуемым объемом работы.

Вопрос был общий , соответственно и ответ такой же.
Поэтому приведены общие принципы разводки дифф пар.
К каждому снаряду должен быть свой подход, я согласен

[Mahim]

Добрый день. На рэференсной плате для PEX8111 последовательно стоят на передающей дифференциальной паре (от PEX) кондеры, и на + и на -. причем стоят как можно ближе к разъему. Подскажите зачем? Я понимаю что они согласующие, просто хочется прочитать или услышать теоретическое объяснение этого вопроса. В книгах которые у меня есть, такие варианты не описываются.

[monty]

Добрый день. На рэференсной плате для PEX8111 последовательно стоят на передающей дифференциальной паре (от PEX) кондеры, и на + и на -. причем стоят как можно ближе к разъему. Подскажите зачем? Я понимаю что они согласующие, просто хочется прочитать или услышать теоретическое объяснение этого вопроса. В книгах которые у меня есть, такие варианты не описываются.

Это требование стандарта. Это не согласующие конденсаторы, а просто разделительные. Нужное смещение формируется на приемной стороне.

[Mahim]

Большое спасибо! Точно нашел в стандарте описание.

Сообщение отредактировал Mahim - Apr 4 2007, 10:05