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PCB Layout設計中,亂用“端接”,信號(hào)撲街

發布時間(jiān):2020-06-08 13:42:47

通過DDR4時鍾信號端接仿真案例說(shuō)明差分電容的位(wèi)置對信號質量的影響以及差分端接注意事項(xiàng)。

高速先生成員--薑傑

殘陽收盡最後一抹餘暉,暮色四合,與天色一起暗淡下(xià)來的還有雷工的心情:因為(wéi)自己信心(xīn)滿滿設計的時鍾端接不僅沒有改善信號質量,反而(ér)拖了後腿。事情還要從高速先生最新的一期短視頻說起。

話說(shuō),高速先生(shēng)隊長果然魅力非凡,一個淺顯易懂的比喻就把端接的基本原理講解的清清楚楚。

端接匹配的話(huà)題引起了雷工的興趣,看完(wán)視頻意猶未盡,自己還抽空把幾種常見的端接重新都(dōu)學(xué)習了一遍。機(jī)會是留給(gěi)有準(zhǔn)備(bèi)的人,雷(léi)工在隔(gé)天的Layout設計中(zhōng)就遇到(dào)了表現的機會。

數據速率為2133Mbps的DDR3信號(hào),地址及時鍾走(zǒu)線拓撲為一拖四、fly-by。在處理差分時鍾的時候(hòu),雷工在原理圖上看到的除了端接電阻(zǔ),還有一個並聯在差分信號P/N中間的電(diàn)容(róng)。

 

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如果這個電容早兩天出現,雷工估計還要糾結放(fàng)在鏈路的哪個位置,可是,對於認真學過端接(jiē)的他而言,這已經(jīng)不再是問題,有端接電阻(zǔ)R,又出現電容C,可不就(jiù)是終(zhōng)端RC端接嘛!明明需要(yào)放在一起,硬件(jiàn)攻城獅(shī)還要分開畫圖,簡直多此一舉,雷工毫(háo)不(bú)猶豫的把這個電容放在差分時鍾的末端。走線完成之後(hòu)發給高速先生仿(fǎng)真,雷工洋(yáng)洋自得,坐等PASS。

高速先生帶來了(le)一好一壞兩個消息,好消息是雷工設計(jì)的時鍾“端接”起了作用,雷工的笑容開始綻放;壞消息是,“端接”起了副作用,拖垮了時(shí)鍾信號,雷(léi)工的笑容僵在(zài)了臉上(shàng)。於是出(chū)現了文章(zhāng)開頭那略顯傷感的一幕。

高速先生沒有讓雷(léi)工獨(dú)自淩亂,而是幫他仔細(xì)分析了(le)問題。關鍵就在於雷工所(suǒ)謂的(de)“端接電(diàn)容”並非RC端接的一部(bù)分,其實,它的主要作用是通(tōng)過減緩驅動信號的上升沿從而減小源端反射,應該靠近驅動(dòng)芯片布局,通常用於驅動(dòng)較強的芯(xīn)片。所以,雷工需要做出的修改也很(hěn)簡單,就是把該電容由末端調整至驅動端。關於這個電(diàn)容,高速(sù)先(xiān)生稱之為“差分電容”,之前也有專門的(de)文章介紹過。《DDR3係列(liè)之時鍾信號的差分電容,一般人我不告訴他!》

 

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那麽,雷工本來想用來炫技的RC端接正確的打開姿勢又是怎樣的呢?RC端接,又稱AC端接,常用於傳輸直流平(píng)衡信號的鏈路(lù)。對於單端信號,RC端接(jiē)方式是在傳(chuán)統的末端並聯端接的基礎上增加了一個電容,最大的優點就是直(zhí)流功耗較小,同時也會避免傳統並聯端接高電平被拉(lā)低或者低(dī)電平被抬高(gāo)的(de)現象。

 

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對於(yú)差分信號的RC端接,通常是在T型端接的基(jī)礎上增(zēng)加(jiā)一個隔直流電容(róng),有些設(shè)計也會把R2省掉。

 

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無論是單端信號,還是差分(fèn)信號,RC端接(jiē)中的(de)“C”都(dōu)是為了切斷直流通路,而雷工遇到(dào)的並聯在差分時鍾P/N中間的電容顯然不(bú)在此列。一番解釋之後,雷工豁然(rán)開朗,最終,按照仿真建議將差分電容從終端調整到驅動端(duān),時鍾波形隨之改善,並滿足了(le)SPEC要求。問題解(jiě)決後,雷工心頭的陰霾一掃而空,反思這次教訓,理論沒吃透就貿然行事,結(jié)果鬧了笑話(huà),更覺自己的進階之路(lù)任重而道遠。

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