Key Takeaways
-
Reviewing strippilinjan reititysrakenteet
-
Neljä perusvaihetta reititys strippilinjan siirtolinjat
-
Miten PCB suunnittelu CAD-työkalut voivat auttaa siirtolinjojen reitityksessä
Piirilevyjen tekniikka kasvaa ja laajenee jatkuvasti
Piirilevyissä käytettävän prosessoritekniikan kehittyessä edelleen, niin myös tarve johtaa niiden virtapiirejä yhä suuremmilla nopeuksilla. Kun jokainen uusi prosessorikierros otetaan käyttöön, signaalien kytkentänopeudet nopeutuvat, mikä puolestaan edellyttää suurempaa huolellisuutta siinä, miten nämä signaalit reititetään piirilevyllä. Näiden piirien suurempien kellotaajuuksien ja lyhyempien siirtymäaikojen vuoksi monia yhteyksiä, jotka aiemmin reititettiin huoletta, on nyt käsiteltävä suurnopeuksisina siirtojohtoina.
Jotta näitä siirtojohtoja voidaan johtaa asianmukaisesti suurnopeuskytkentöineen, piirilevyn jäljen reitityksen impedanssia on valvottava huolellisesti. Tämä edellyttää, että levyn läpi kulkevien siirtojohtojen rakenne on hyvin johdonmukainen, jotta mikään osa signaalista ei heijastuisi. Nämä signaalin heijastukset voivat aiheuttaa kohinaa linjassa ja lopulta heikentää piirin suorituskykyä. Tällaisten ongelmien ehkäiseminen edellyttää piirilevyn kerrosjärjestyksen ja reitityssääntöjen määrittämistä piirilevyn raidallisen siirtojohdon reititystä varten, mihin perehdymme tässä tarkemmin.
Stripline in Review
Stripline-reititys on piirilevyn kerroskonfiguraatio, joka sallii sisäisen raidallisen reitityskerroksen sijoittamisen kahden maatasokerroksen väliin. Ohjaamalla huolellisesti reititys- ja tasokerrosten välisen eristysmateriaalin paksuutta ja dielektrisyysvakiota (Dk) voit luoda tietyn leveyden ja kuparipainon omaavia jälkiä, jotka toimivat tietyllä impedanssilla. Tätä kutsutaan kontrolloiduksi impedanssireititykseksi, ja sitä tarvitaan usein, kun siirtojohtoja reititetään piirilevylle signaalin heijastusten eliminoimiseksi.
Toinen siirtojohtojen reitityksen konfiguraatio tunnetaan nimellä mikroliuska, joka on samanlainen kuin raitajohtojen reititys, paitsi että mikroliuska reititetään piirilevyn ulkokerroksessa. Tässä kokoonpanossa on vain yksi vertailutaso ja eristävä dielektrinen aine pintareitityskerroksen alla. Koska reitityksen ylä- ja alapuolella ei ole samanlaista suojausta kuin raitajohdossa, mikroliuska ei tarjoa samaa eristystasoa. Lisäksi raitojen altistuminen sen sijaan, että ne olisivat tasojen välissä, muuttaa impedanssilaskentaa ilman Dk-arvon vuoksi. Tämän vuoksi mikroliuskajohdon reititys on tyypillisesti leveämpi kuin raitajohdon.
Koska raitajohdon reititys on kuitenkin hyvin eristetty dielektrisen ja tasokerroksen väliin, siirtojohdot eivät säteile yhtä paljon energiaa kuin mikroliuskajohdolla. Tämä mahdollistaa pienemmät ja tiukemmin reititetyt jäljet. Lisäksi raitajohtokokoonpano tarjoaa paremman suojan saapuvilta hyökkääviltä signaaleilta, jotka voivat aiheuttaa häiriöitä. Seuraavaksi tarkastelemme raidallisen siirtojohdon reitityksen neljää perusvaihetta.
PCB:n reititys komponenttien alla
Strippijohdon siirtojohtojen reititys
Strippijohdon siirtojohtojen menestyksekkääseen reititykseen on otettava huomioon neljä perusvaihetta:
-
Kerrosten päällekkäisyys: Raitajohtokokoonpanon käyttäminen siirtojohtojen reitittämiseen alkaa levyn kerrospinon luomisella. Sen lisäksi, että on määriteltävä kahden maatason välinen oma reitityskerros, on suunniteltava myös dielektriset materiaalit ja niiden leveydet. Tämä on tärkeää seuraavan vaiheen kannalta.
-
Impedanssilaskelmat: Piirilevyjen asetteluryhmä tarvitsee levyn kerrosten pinoamistiedot, jotta se voi laskea oikein ohjattujen impedanssilinjojen reititysleveydet. Syöttämällä käytettävät levymateriaalit ja niiden leveydet laskin pystyy määrittämään oikean johdinleveyden tavoiteimpedanssiarvoille.
-
Reititys: Siirtojohdot on eristettävä muuntyyppisistä signaalireitityksistä, joten varmista, että asetat suunnittelusääntöjäsi niin, että näille johdoille jää riittävästi tilaa. Muut signaalit voivat käyttää samaa kerrosta, niiden on vain pysyttävä poissa nopeiden siirtolinjojen tieltä, jotta näiden linjojen signaalien eheys säilyy.
-
Ground planes: Kun reitität siirtolinjoja, varmista, ettet reititä maatason katkosten yli. Siirtolinjat vaativat katkeamattoman tasokerroksen, jotta signaalin paluupolku olisi puhdas ja suora. Kaikki tasokerroksen katkokset, jotka johtuvat halkaistuista tasoista, leikkauksista tai jopa läpivientien massasta, aiheuttavat sen, että paluusignaali vaeltaa ympäri tasoa luoden samalla kohinaa.
Tässä vaiheessa olet valmis aloittamaan nauhalinjojen siirtojohtojen reitityksen. Tarpeesta riippuen on olemassa erityyppisiä liuskajohtojen reitityskonfiguraatioita, joita voit myös käyttää. Joissakin tapauksissa saatat tarvita, että reititys siirretään viitetasojen väliin tai kytketään yhteen toisen signaalin kanssa. Näet joitakin esimerkkejä näistä alla olevasta kuvasta.
Joitakin esimerkkejä liuskajohtojen reititysrakenteista
Mitä tarvitset suunnittelutyökaluissasi liuskajohtojen reititystä varten
Jatkokysymyksenä on, miten piirilevynsuunnittelutyökalut voivat auttaa liuskajohtojen siirtoyhteyksien reitityksessä? On paljon PCB-suunnittelutyökalujen ominaisuuksia, jotka olisivat erittäin hyödyllisiä alkaen kyvystä työskennellä suoraan valmistajan kanssa levykerrosten pinoamistietojen tuomiseksi. Käyttämällä IPC 2581 -tietoformaattia valmistajasi voisi lähettää sinulle haluamansa kerroskokoonpanon materiaaleineen, leveyksineen ja kerroskonfiguraatioineen. Voit sitten käyttää samoja protokollia lähettääksesi valmiit levytiedostot takaisin valmistusta ja kokoonpanoa varten. Suunnittelutyökaluihin sisäänrakennetut impedanssilaskurit olisivat myös hyödyllisiä, samoin kuin suunnittelusäännöt ja edistyneet muokkausominaisuudet reititystä ja maatason luomista varten.
Onneksi tätä suunnittelutyökalujen kehittyneisyyden tasoa ei tarvitse odottaa, vaan se on jo nyt saatavilla markkinoilla. Esimerkki piirilevysuunnittelujärjestelmästä, jossa on kaikki ne ominaisuudet ja valmiudet, joista olemme tässä puhuneet, on Cadence. OrCAD PCB Designer -järjestelmässä on työkalut ja toiminnot, joilla voit viedä suunnittelusi asiantuntevasti konseptista lopullisiin valmistustiedostoihin sekä auttaa sinua raidallisen siirtolinjan reitityksessä. OrCADin avulla sinulla on pääsy kirjastoihin, kaavionkaappaus- ja SPICE-työkaluihin sekä kaikkiin piirilevyjen asetteluominaisuuksiin, joita tarvitset menestykseen.
Jos haluat lisätietoja siitä, miten Cadence tarjoaa ratkaisun sinulle, keskustele kanssamme ja asiantuntijatiimimme kanssa.
Tietoa kirjoittajasta
Cadencen piirilevyluote-ratkaisut ovat täydellinen etupuolelta takapuolelle ulottuva suunnittelutyökalu, jolla mahdollistetaan nopean ja tehokkaan tuotekehityksen. Cadence antaa käyttäjille mahdollisuuden lyhentää tarkasti suunnittelusykliä, jotta ne voidaan luovuttaa valmistukseen nykyaikaisen, IPC-2581-teollisuusstandardin avulla.
Follow on Linkedin Visit Website More Content by Cadence PCB Solutions