• 混合信號PCB設計的布局和布線方法解析(二)

    OC48卡的布局

    在光收發器和DSP之間的高速模仿信號對外部噪聲十分靈敏。相同,一切特別電源和參閱電壓電路也使該卡的模仿和數字電源傳輸電路之間發生大量的耦合。有時,受機殼形狀的限制,不得不規劃高密度板卡。因為外部光纜接入卡的方位和光收發器部分元件尺度較高,使收發器在卡中的方位很大程度上被固定死。體系I/O連接器方位和信號分配也是固定的。這是布局之前有必要完結的根底作業。

    與大多數成功的高密度模仿布局和布線計劃相同,布局要滿意布線的要求,布局和布線的要求有必要相互兼顧。對一塊混合信號PCB的模仿部分和2V作業電壓的本地CPU內核,不引薦選用“先布局后布線”的方法。對OC48卡來說,DSP模仿電路部分包括有模仿參閱電壓和模仿電源旁路電容的部分應首要互動布線。完結布線后,具有模仿元件和布線的整個DSP要放到距離光收發器足夠近的當地,充沛確保高速模仿差分信號到DSP的布線長度最短、曲折和過孔最少。差散布局和布線的對稱性將削減共模噪聲的影響??墒?,在布線之前很難猜測布局的最佳計劃。

    要向芯片分銷商咨詢PCB排板的規劃攻略。在依照攻略規劃之前,要與分銷商的運用工程師充沛交流。許多芯片分銷商對供給高質量的布板主張有嚴厲的時刻限制。有時,他們供給的解決計劃關于運用該器材的“一級客戶”是可行的。在信號完整性(SI)規劃范疇,新器材的信號完整性規劃特別重要。依據分銷商的根本攻略并與封裝中每條電源和接地引腳的特定要求相結合,就可以開端對集成了DSP和微處理器的OC48卡布局布線。

    高頻模仿部分的方位和布線確認后,就可以依照框圖中所示的分組方法放置其余的數字電路。要注意細心規劃下列電路:對模仿信號靈敏度高的CPU中PLL電源濾波電路的方位;本地CPU內核電壓調整器;用于“數字”微處理器的參閱電壓電路。

    數字布線的電氣和制作原則標準此時才可以恰當地運用到規劃之中。前述對高速數字總線和時鐘信號的信號完整性的規劃,揭示出一些對處理器總線、平衡Ts及某些時鐘信號布線的時滯匹配的特別布線拓撲要求??墒悄慊蛟S不知道,也有人提出更新的主張,即添加若干端接電阻。

    在解決問題的進程中,布板階段做一些調整是當然的事??墒?,在開端布線之前,很重要的一步是依照布局計劃驗證數字部分的時序。此時此刻,對板卡進行完整DFM/DFT布局復查將有助于確保該卡滿意客戶的需求。

    OC48卡的數字布線

    關于數字器材電源線和混合信號DSP的數字部分,數字布線要從SMD出路圖(escape patterns)開端。要選用裝配工藝允許的最短和最寬的印制線。關于高頻器材來說,電源的印制線相當于小電感,它將惡化電源噪聲,使模仿和數字電路之間發生不期望的耦合。電源印制線越長,電感越大。

    選用數字旁路電容可以得到最佳的布局和布線計劃。簡言之,依據需求微調旁路電容的方位,使之裝置方便并散布在數字部件和混合信號器材數字部分的周圍。要選用相同的“最短和最寬的走線”方法對旁路電容出路圖進行布線。

    當電源分支要穿過連續的平面時(如OC48接口卡上的3.3V電源層),則電源引腳和旁路電容自身不用同享相同的出口圖,就可以得到最低的電感和ESR旁路。在OC48接口卡這樣的混合信號PCB上,要特別注意電源分支的布線。記住,要在整個卡上以矩陣排列的形式放置額定的旁路電容,即便在無源器材附近也要放置電源出路圖確認之后,就可以開端主動布線。OC48卡上的ATE測驗觸點要在邏輯規劃時界說。要確保ATE接觸到100%的節點。為了以0.070英寸的最小ATE測驗探頭完結ATE測驗,有必要保存引出過孔(breakout via)的方位,以確保電源層不會被過孔的不和焊盤(antipads)穿插所隔斷。

    假如要選用一個電源和接地層開口(split)計劃,應在平行于開口的附近布線層上挑選偏移層(layer bias)。在附近層上按該開口區域的周長界說禁止布線區,避免布線進入。假如布線有必要穿過開口區域到另一層,應確保與布線相鄰的另一層為連續的接地層。這將削減反射途徑。讓旁路電容跨過開口的電源層對一些數字信號的布板有優點,但不引薦在數字和模仿電源層之間進行橋接,這是因為噪聲會通過旁路電容相互耦合。

    若干最新的主動布線運用程序可以對高密度多層數字電路進行布線。初步布線階段要在SMD出口中運用0.050英寸大尺度過孔距離和考慮所運用的封裝類型,后續布線階段要容許過孔的方位相互靠得比較近,這樣一切東西都能完結最高的布通率和最低的過孔數。因為OC48處理器總線選用一種改善的星形拓撲結構,在主動布線時其優先級最高。

    總結

    OC48卡布板完結之后要進行信號完整性核對和時序仿真。仿真證明布線輔導達到預期的要求并改善了第二層總線的時序指標。最后進行規劃規矩查看、最終制作的復查、光罩和復查并簽發給制作者,則布板任務才正式完畢。

     

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    圖11 B2IT工藝流程

     

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