Покажу картинку, о чем хочу затеять разговор.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Есть корпус TQFP, на нижней стороне платы блокировочные конденсаторы для него. Синие площадки - земля, красные - питания.
Места, как всегда, мало, ставлю конденсаторы под корпусом (те, что с фиолетовыми площадками, и хочу остальные впихнуть, сколько смогу).
Для ВЧ токов питания пути очевидны - площадка питания конденсатора, переходное отверстие, ножка питания микросхемы, кристалл в центре корпуса, ножка земли микросхемы, переходное отверстие, площадка земли конденсатора, конденсатор. Этот путь короче не сделать. Чем ближе конденсатор к выводам микросхемы, тем короче путь.
Вопрос же в том, как идут сигналы, приходящие к корпусу снаружи. Дорожка, площадка сигнала корпуса, кристалл в центре корпуса, площадка земли корпуса, переходное отверстие под корпусом, земляной полигон. Имеется петля для возвратного тока от кристалла к ножке земли, потом под корпус и только потом по земле наружу, к источнику сигнала.
А если бы блокировочные конденсаторы стояли снаружи корпуса (как сейчас с красными площадками стоят), этой петли не было бы.
Важно ли это? Нет ли у тока такого свойства, что если он бежит туда (по проводам и выводам корпуса), а потом обратно (по земляному полигону), то этого пути как бы и нет, или он не равен геометрической сумме проводников.
В принципе, вопрос можно упростить: если ток идет по петле из прижатых один к другому проводников, как учитывать такую петлю?

А если подумать, то производители микросхем не заморачиваются, что сигналы к кристаллу добираются по проводникам внутри такого большого корпуса. Чего же мне неймется?

Его как бы нет, если разность втекающих и вытекающих токов равна нулю. но так как это возможно лишь при идеальной линии передачи, то он как бы есть.

Они (токи) не в одну точку втекают/вытекают. Представим, проводник резко отворачивает вбок, проходит сантиметр-другой, а потом так же резко рядышком возвращается к отвороту, и дальше идет прямо, как шел до этого. Допустим (и это так), фрагменты этого отворота-приворота имеют тесную связь - индуктивную, емкостную. Как тогда считать задержку сигнала по проводнику? И импеданс.

ИМХО, вы слишком сильно заморачиваетесь. Вот у вас на картинке в левом нижнем углу весьма неплохо притулился 0402 на боттоме, вот и поставьте под ногами питания таким макаром все остальные, чтото типа 0.1-0.47мкФ на 6.3 В, x5r/x7r и не морочьте себе голову. а на топе уже где то рядом, по углам например, поставьте керамику типа 47мкФ 0805 6.3В и будет вам счастье. Если это cpld от альтеры или очередной STM32 то этого более, чем достаточно, не те частоты работы ног, чтобы так сильно заморачиваться.
ЗЫ. если есть аналоговое питание, например для АЦП (предполагая что чип - микроконтроллер) то да, на ноги ээтого питания было бы хорошо повесить либо кучку разномастных 0.1u/10n/470p и blm ку по питанию, либо вместо этой шоболы конденсаторов поставить один x2y на 0.1мкф и тоже расслабится.

но это имхо.

Не, это Ксайлинкс Спартан-6, гигагерцовые сигналы принимает. Конденсаторов набрал согласно их рекомендации, чуть скорректировал под остальную номенклатуру. 0402 там нет, 0603 минимум. Потом покажу, как расставил.

Многие ваши опасения можно проверить гиперлинксом, советую. По каждому случаю есть короткие фильмики для ознакомления.
https://www.mentor.com/pcb/hyperlynx/electr...ck/drc-editions
0402 будут много лучше чем 0603, по многим причинам. Также в таких проектах многие используют не стандартные, укороченные площадки под пассив. Это из многих профи проектов других и моих.

Гиперлинкс - это когда-нибудь в следующей итерации, и не на P-CAD 2006. Вот как уйду на OrCAD, вот тогда... на Sigrity проверю. А пока - теоретически.
0402 - верное замечание, но пока только медленно переползаю на. Сам не знаю, чего боюсь.
Урезанные площадки - тоже интересно. Но пока попробовал задать скругленные углы, выглядит неплохо, появляется дополнительный зазор в углах площадок.

Можете для старта HyperLynx DRC for Free попользовать, понравится. Загрузить можете гербера, то что сгенерите из P-CAD 2006. OrCAD много навороченнее PCADа, и по стилю другой. В этом плане AD17, AD18 привычнее и из него в гиперлинкс простой переход. Да и Sigrity освоить не проще гиперлинкса.

У вас очень странное представление о питании Чтобы далеко не ходить, возьмем для примеру картинку от кейсайта:

И тут хочется уточнить- ВЧ токи, это какие?

Если опираться именно на приведенную картинку то достаточно сказать что важно абсолютное расстояние, а у вас приведено относительное(хотя бы потому что нет единиц длины )

Performance произвольного и не очень конденсатора может быть очень разный в такой то полосе частот(в том числе говеный) , более корректно говорить именно о PDN где конденсатор разумеется может быть его частью.

Тут конечно стоит с нуля изучать темы из мира хайспидов, а может и RF- посмотрите хотя бы видео с ютуб канала кейсайта, бумажки с дизайнкона и пр.

Здесь еще можно было бы подискутировать на тему пригодности 0603(а они тут вполне пригодны), избыточности такого количества банок и пр, но насколько можно понять у вас предполагается последовательное включение банок одна за другой(VIA-C1-C2-C3-Spatan)- на самом деле имеет смысл как минимум первые 2 банки воткнуть сугубо в полигон с хорошим фанаутом(в 2 виа).

Что касается HyperLynx(в т.ч. DRC), то программа хорошая- однако прежде чем пользоваться ей и какой либо другой нужно четко понять что делается и четко поставить задачу. Ну чтоб как минимум не вышла ситуация из соседней темы, когда делали плату на артиксе и всю ветку пытались научиться хотя бы правильно модель подбирать

Картинок не понял. Что хотели сказать-то?
ВЧ ток - это ток, который через конденсаторы замыкается. Переменный, в общем. В отличие от постоянного.
Единицы длины - ножки микросхемы стоят через 0,5 мм. Малые конденсаторы - 0603. Размеры очевидны.
Сделал так расстановку.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Не все дорожки и переходные отверстия нарисовал. Но идея должна быть понятна. А большие конденсаторы потом впихну, где получится.

Это плохо. Картинки весьма простые, в контексте темы главный посыл в том что

вы представляете "питание" неправильно, а местами- совсем неправильно

Ну то есть нет разницы между, transient и spike, между 1МГц и 1ГГц, это все вч

По порядку:
1) длинные узкие траски питания после кучи банок это победа
2) если используете "последовательное" включение, то хотябы имеет смысл делать via-cap-pin, а не cap-via-pin. Вестимо исключительно из-за такого включения, т.к. именно "фокус" на конденсатор перед пином, в то время как само по себе это глупость.
3)не надо заземлять конденсатор и земляной пин спартана через один и тот же пин

Ну и конечно же смотря via sharing под землю между банками однозначно можно сказать что даже "последовательное включение" банок у вас вышло так себе

Конденсаторы находятся на обратной стороне платы. Если включите пространственное воображение, то поймете, что ваши варианты расстановки ничего не меняют. Точнее, вредят.
От площадок микросхемы до отверстий полмиллиметра. Куда вы предлагаете впихнуть широкие дорожки?
P. S. А, верно, есть пара худых длинных. Падло-вили. Исправлю.

Очень хочется послушать про то, какой будет вред от того что я предложил(кроме шуток) и с какой стати они ничего не меняют, но пока сосредоточимся на обратной стороне: как ни странно, с этим фактом я успел ознакомиться при прочтении темы и именно поэтому столько внимания было уделено "последовательному включению"- ведь чтобы оно было, вам в т.ч. надо отрезать "конечное" виа от основного полигона. Это почти копия темы из соседней ветки, но там человек готовился- а вы нет , при этом даже свою "стратегию" до вменяемого состояния не доводите.

Я не сказал, что плата 4-слойка. Полагаю, всякий понимает. Какие последовательные конденсаторы...?

Случаи на этом форуме бывают разные

если та фраза в кавычках вызывает вопросы то попробую перефразировать лучше чем в предыдущих постах: перед пином спартана у вас стоит группа банок, вы прокладываете питание стартуя примерно(именно примерно ) с первой банки и далее проходя последовательно до самого пина спартана. В об этом и речь- а также о том, насколько в этом нет абсолютно никакой нужды.

Учитывая, что параллельно все конденсаторы замыкаются через плоскости земли и питаний, "последовательное включение" не является основным. Так, помогает слегка.

Как раз оно является основным в силу via sharing(в т.ч. со спартана), неправильных фанаутов- а местами и тупо длинных тонких трасс Т.е. не "слегка помогает", а является ключевым проездом в этом дизайне.

ВЧ конденсаторы стоят максимально близко к Via около площадок Спартана. Остальные доберутся всеми доступными путями.
Снаружи Спартана ставить Via не хочу, чтобы вытянуть все сигнальные цепи.
Только не спрашивайте, что такое ВЧ конденсатор.

Ок, могу поширше полигоны сделать на стороне конденсаторов. Сколько место позволит. Пусть.

И что с того?

Это какие именно и какие у них доступные пути?

Никоим образом они не могут помешать

Кроме шуток, что это?

А за полигоны пока речь не шла- разговор сугубо за подключение банок и их число.

Еще как. Отверстие перекроет 3 пути в сетке 0,5 мм. Если бы один, тогда нет, а так - да. В отдельных случаях можно протиснуться, но это буду смотреть по ситуации.


"последовательный" и "параллельный", выражаясь вашим слэнгом. Т.е., по нижнему слою и по внутреннему.


Оставим число на моей совести. Выкинуть лишние я потом смогу. А пока предпочитаю помучиться. (они разных номиналов)

Прежде чем выиграть эту часть спора хочу спросить- у вас какие отверстия заложены? Сейчас набросок быстрый сделаю

Это не мой сленг, вынужден писать именно в таком ключе т.к. русскоязычные определения мне неизвестны от слова совсем - поэтому приходится изобретать велосипед. Что касается вашего ответа то это несерьезно: вы сначала скажите с чем боретесь, в какой полосе частот, на какой конкретно успех замахнулись и пр.

Так это вообще говоря правильно- чтобы оптимизировать число, номинал и размещение банок нужно сначала родить место под них. Но давайте пока остановимся именно на их подключении.

Отверстия 0,4/0,9 (дыра/ободок).
Зазоры хочу иметь 0,25 мм. Дорожки 0,25 мм.
Ставить конденсаторы снаружи Спартана не хочу тем более. А Via снаружи ничем не лучше, чем внутри. Или лучше? Вот об этом и был стартовый вопрос в теме.
Сигналы - принять 20 сигналов 500 МГц LVDS DDR, отдать по параллельной 16-битовой шине 120 МГц CMOS.

Так, насчет спора. Две дорожки перекроет. 3 * 0,5 мм = 1,5 мм, - 0,9 мм = 0,6 мм. По 0,3 мм будут зазоры. Это если отверстия ставить в сетке 0,125 мм. Такого не предполагал, но на худой конец, можно. Но и 2 дорожки - это много. Нужно будет раздвигать все соседние. И ради чего?
А еще я мало площади себе задал, выбрал такой корпус (элегантный). Дорожу каждым свободным местом. Вот на обратной стороне - завались.

И между площадками конденсатора дорожки не проходят. Да и не практикую.

Ясно Ну, даже с такими несусветными числами возможно волшебство:

Это если делать примерно "по-вашему", но без via sharing и прочих глупостей. Если сильно надо можно и на топе:

Для спартана вполне пойдет- главное не вести кишки по земле, не объединять виа и не заниматься прочей ерундой. Ну и напоследок "мое" предложение

А еще лучше по 2 виа в фанаут, на большие банки по 3-4. Далее:

Не вдаваясь в экономическую нецелесообразность ваших норм, равно как и в странный выбор сетки со странной к ней привязкой(да и я сам не работаю с сеткой крупнее 0.001мм), могу лишь только сказать что если в каком то месте фанаут со спартана будет прижимать, его можно легко сдвинуть на незначимое расстояние, зато места резко прибавится

Не знаю что тут элегантного, но у вас плотной упаковки тут нигде нет и места завались

Это еще не вся схема. Тренируюсь сбоку. Потом перенесу в середину платы, еще и поверну на 45°.
Площадки у вас урезаны в ширину.
Поизучаю картинки. Но я пока не вижу преимуществ. Как подключались выводы Спартана через отверстия, так и подключаются. Индуктивность Via имеет место быть и действовать.
"Кишки по земле"? Земля - сплошной слой.
Слава господу, у Спартана не надо нагрузочные резисторы LVDS снаружи ставить. И на брюхе у него нет площадки. Хотя мне больше нравится, когда есть.
Корпус - прибора, имею в виду. Не микросхемы. Хотя и то и то сам выбрал.

Конечно- я специально взял мелкий корпус чтобы показать именно способ. Разница между этим и вашим случаем будет сугубо в расстановке банок под спартаном с учетом того как ляжет полигон питания. В геометрическом смысле то есть

Ширина 0.3 мм, считалось по IPC, номинальная плотность.

Это автоматически означает что вы не считаете подключение как у вас ошибочным, что в принципе со всей историей касаемо ВЧ токов и пр. позволяет сделать неутешительные выводы не в вашу пользу

Конечно, только в моих картинках она гораздо меньше чем у вас и "принадлежит одному пользователю"

Дело не только в целостности "основной" земли, но также и в том, как к ней подключены отдельные компоненты- и здесь у вас ситуация так себе.

Тогда я неверно понял эту часть высказывания- беру соответствующую часть слов назад.

Индуктивности Via, к которым подключены ножки Спартана, точно такие же. А остальные можно за счет полигонов и множественного подключения уменьшить. Я же не всех их нашлепал. По два на площадку конденсатора - можно, где получится.

Вы заземляете пин спартана через пин конденсатора, а не напрямую(насколько можно понять из картинки)- если у вас другая ситуация, то лучше приложить картинку которая явно это показывает. Если же такое заземление имеет место быть, то индуктивности заведомо отличаются

Еще раз- у вас подключение питания к пину спартана идет "последовательно" через пины, при этом сегмент группы выглядит вот так

что неправильно- а стоит делать примерно так

а еще лучше вот так(показан один конденсатор вестимо)

хотя надо признать что с такими частотами(где анонсированные гигагерцы? ) разницу между предпоследними картинками можно и не заметить.

Да, и про via sharing- если совсем неймется то можно сделать и так

но вести землю через другой пин не надо, это плохой признак

Рассмотрим левый верхний угол Спартана. Наверху пара Via под микросхемой. К ним подходят дорожки от микросхемы, длиной около 0,5 мм. Всё, соединились с внутренними плоскостями земли и питания. На нижней стороне к этим же Via примыкают два конденсатора, 0603 (ВЧ) и 0805. И так в большинстве случаев. Левый нижний угол тоже самое (это же очевидно).

Гигагерц (не гигагерцы) - 500МГц DDR. Данные передаются каждые 1 нс. И таких много.

А каких размеров отверстия и дорожки вы используете в подобных случаях? Чтобы дешево и сердито.
Поясните про "via sharing". Чем это плохо? И что это, вообще?

Ну, нижний ваш рисунок некую незначительную выгоду может и даст, типа, дорожки чуть-чуть короче. Но таких случаев, когда рядом выводы земли и питания, там кот наплакал.

Ох не знаю, там отчетливо видно грязь

тут и via sharing, и самое неоптимальное заземление из всех возможных на этой плате(примерно как на моей последней картинке из предыдущего поста)- короче, все не то

ПС. Так что там с "ВЧ конденсаторами"? Как это работает?

Конечно же дело не в частоте, а в rise time - ведь много на свете утверждающих, что мол "у нас же 10 МГц, что там может быть"

Максимум 0.3/0.6.

Ну это по прежнему заметно лучше чем у вас, ведь даже заземляясь на одно и то же виа они это делают как бы с "разных концов" его, словно вы зарезали виа пополам. Невероятно кривое объяснение, но на более простое меня не хватит.

Гуглите- это из самых основ . Начать как раз можете с юту канала кейсайта и их же документов по PI.

Малая индуктивность, поскольку малая емкость (другая конструкция), малое ESR. Конденсатор остается конденсатором до более высокой частоты. Мы на экзамене?


Начнем сначала. Что "не то"? Не нравится, что выводы Спартана через Via идут на внутренние плоскости? Какое заземление "оптимальнее"? Поверху землю пустить??

Посмотрим на последней картинке правее от обведенного - одинокое переходное на землю. Там нормально? Тогда в чем "грязь" в других местах. Вас конденсаторы пугают на нижней стороне?

Да нет конечно, и цель другая- но вернемся к посту

Хотел много написать на этот счет но решил остановится на таком вопросе: вот есть у вас прекрасный конденсатор, не простой- а ВЧ, и все в нем хорошо. Но подключили вы его криво Проявятся ли его чудо-свойства или нет?

Если использовать самое короткое определение, то где у вас пин земляной стоит, то там его и подключайте к землей самым коротким путем. Все Не надо никуда тащить дороги через какие то там чужие пады и пр.- вот где пин стоит, вот прям там и ставьте виа земляное. Вот вы пишите:

Это и есть "нормально" Это и есть то о чем я вам говорю.

Так они все так и подключены! Только с небольшим изломом. Смотрите конденсатор ниже обведенного, с левой стороны корпуса. Вот так идут дорожки ко всем! У вас же тоже с изломом!
Я уже подумал, вы предложите с обеих сторон от площадки микросхемы по отверстию поставить - внутри корпуса и снаружи. Это можно, если найдется свободное место.

Может, цвета смущают? Так это цепи раскрашены, а не слои.

И с ними еще 2 конденсатора заземляются на это же самое отверстие, как например слева, ага Есть совсем победные участки, например:


Нет, здесь это излишне.

Повторюсь- пока разговор сугубо за подключение конденсаторов.

Скажем, если один конденсатор подключен к отверстию, что здесь плохого? Смотря плате в торец, по верхней части Via земля с внутреннего слоя идет к выводу микросхемы, а по нижней части того же Via земля идет к конденсатору. Работает всё отверстие.
Там, где несколько конденсаторов подключено, могу напихать больше отверстий. Где смогу.

Про такое подключение я писал в предыдущих постах(с картинками )- и это еще куда ни шло, однако

нет никакого смысла пихать еще одну банку на это виа, а сами эти банки достатчно задвинуть в сторону и развести их нормально. Если и так непонятно, то тут уже ничего не поделать

Пошел читать статью с Кейсайта. Большего я тут ничего не услышу.

Давно пора- и так за эти виа сказано избыточно

У них то в корпусе все согласовано. Т.е. согласованы волновые сопротивления.

Сдается мне что на гигарцах уже не важны внешние конденсаторы. Все блокировки делаются на чипе.
А внешние конденсаторы гасят только стохастические события массовых одновременных подключений на кристалле.
Но опять же ставить без разбора побольше блокировок может аукнуться с другой стороны.
Скажем DC/DC конвертеры работающие в voltage mode очень критичны к ESR в выходной цепи.
Для них ее нельзя снижать иначе конвертеры становятся нестабильными и увеличивается их ringing.

А на мегагерцах конечно параллельные проводники с маленьким зазором не создают существенную индуктивность. Так что все норм.

"Большой корпус"= субстрат под бга. Вы знаете как его проектируют? Ну или напротив, может знаете как делают MMIC? Хотя это конечно праздный вопрос, ответ и так понятен.

Сразу видно что далее поделок на кинетисе не ушли

У них увеличивает не ringing, а начинается нестабильная работа- причем тут определение ringing с википедии(в котором еще и написано signal ) не ясно. В voltage mode control это нюансы из области компенсации(1,2), и то начисто всех проблем не решает.

Хотел предложить вам после этой чудо мысли почитать кроме той же википедии заодно о NEXT/FEXT, но потом вспомнил как вы разводили хайспиды в своих игрушках на кинетисах и "мини сварочный аппарат 600А+" с мелкими смд электролитами и кривой землей- и чето раздумал

Полистал я все попавшиеся на глаза документы по платам, нигде не увидел, чтобы рассматривали Via sharing. Есть конкретная ссылка, где об этом говорится?
Если я к каждому конденсатору подключу по отдельному отверстию, а потом еще соединю их (отверстия, площадки) проводниками / полигонами, будет хорошо? Будет лучше, чем просто по отверстию, без проводников?
Надо в спайсе провести простое моделирование. CL || CL vs (C || C) L

Посмотрите референс или кит.. вряд ли там найдете существенные различия от вашей раскладки.

Я представляю эти референсы - 6-слойка, 0402 по периметру платы, всё худое, в общем, как у EvilWrecker-а.
Все эпитеты относительно моей стратегии свелись к тому, что к каждой площадке конденсатора нужно подключить по одному переходному отверстию, а лучше два.

Имхо, TQFP вышеописанные изыски просто не заметит.

У меня питания от источников к потребителям передаются через дроссели, а как же.

Тоже не всегда нужно. На малых нагрузках дроссели хороши, в случае если нагрузка может изменяться быстро и в широких пределах(dI/dt) они могут конкретно все испортить.

Для того конденсаторы емкие имеются около потребителей.

Что касается "последнего предложения" в сообщ. 23, то мне не представляется лучшим по сравнению с моим. Потому как петля микросхема-конденсатор больше. Добавляется индуктивность плана.
А на "победном участке" в сообщ. 33 будет добавлено 2 отверстия ниже конденсаторов. Это же очевидно.

Нет, речь о Chip Beade (или ферритовые бусины по народному) всё же думаю, а не о дросселях как индуктивностях. Обязаны быть, ничего не портят при правильном выборе номинала, поскольку у них активное сопротивление только в широком диапазоне частот. Помогают почти всегда фильтровать высокие гармоники, теже "звоны" в питающих цепях и сигнальных также.

Петля добавляет малую индуктивность совсем. А емкий конденсатор имеет высокий ESR. По тому и ставят их по два по три в цепях с сильноточным питанием, чтобы уменьшить общий ESR в широкой полосе, что не вызовет "звона" при высокой скорости нарастания напряжения.

А какой смысл ухудшать ситуацию(повышать ESR источника дросселем), чтобы потом пытаться ее исправить(снизить тот же ESR набором конденсаторов)? То на то и выйдет, только будет теснее на плате, дороже и ухудшаться(тут без вариантов) динамические характеристики системы питания.

Потому что на ВЧ регуляторы питания уже имеют высокое сопротивление. И потому незачем гонять помехи по всей плате. Ставлю дроссели от Мураты, специальные для питания, они и есть ферритовые бусины. Есть и большие нормальные дроссели, ими разделяю первичные и вторичные регуляторы питаний, а еще разные цепи питаний, чтобы меньше влияли друг на друга.

Петля, какая бы ни была, имеется. А в моем варианте ее нет.

Смелое утверждение Безосновательное, но смелое
Ок, мы не в школе, как уже заметили выше, и каждый самый выбирает, что и как ему делать. Соглашаясь со всеми последствиями своего выбора.