高速电路设计过程

1、高速电路设计过程高速电路设计过程主讲人：杨学友主讲人：杨学友 教授教授高速电路设计过程高速电路设计过程本章主要内容本章主要内容：高速接地方式高速接地方式高速电路板层叠结构高速电路板层叠结构高速电路板走线拓扑高速电路板走线拓扑1.高速电路板电源设计高速电路板电源设计1 1、高速电路板接地设计、高速电路板接地设计三种接地方式：三种接地方式：单点接地：适用于低频电路，优点是保证地回路相互单点接地：适用于低频电路，优点是保证地回路相互不干扰。不干扰。浮地：能够将电路板地和其他地隔离，减小干扰，工浮地：能够将电路板地和其他地隔离，减小干扰，工控、控、PLC常用。常用。多点接地：高速电路使用，优点是地回路

2、阻抗最小多点接地：高速电路使用，优点是地回路阻抗最小单点接地单点接地单点接地单点接地电路板多点及混合接地电路板多点及混合接地2 2、高速电路板叠层设计、高速电路板叠层设计一般按照微带线设计，便于控制一般按照微带线设计，便于控制 高速电路板中，对于信号线，电源平面和地平面高速电路板中，对于信号线，电源平面和地平面都是参考平面；区别是地平面干净些。都是参考平面；区别是地平面干净些。 所有高速信号都必须所有高速信号都必须 有参考层。有参考层。 案例：实验室某案例：实验室某6层单板，层单板，DDR信号线无参考，导信号线无参考，导致单板调试成功率不到致单板调试成功率不到50%，更改为，更改为8层板，问题

3、层板，问题解决。解决。叠层设计就是设计信号线阻抗，一般信号线为叠层设计就是设计信号线阻抗，一般信号线为50ohm6层板叠层和线宽例子层板叠层和线宽例子P2、P5是是GND层，层，L1/P3参考参考P2，P4/L6参考参考P5；高速信；高速信号线只能在号线只能在L1/P3或者或者P4/L6上，尽可能不跨越参考层上，尽可能不跨越参考层1平方英尺平方英尺1oz 铜，则铜的厚度为铜，则铜的厚度为1.35mil多层板层叠多层板层叠四层板四层板 TopGNDPOWERBottom TOP主要器件、主要器件、Bottom阻容等，高速线主要参考阻容等，高速线主要参考GND 八层板：八层板：TGSPGSGB 注

4、意信号线跨越参考层！注意信号线跨越参考层！信号线跨越参考层：造成阻抗不连续点，此时应该在信号线跨越参考层：造成阻抗不连续点，此时应该在跨越点增加一个电容，分别连接两个不同的参考层。跨越点增加一个电容，分别连接两个不同的参考层。比如六层板：比如六层板：top层走线，通过过孔连接到层走线，通过过孔连接到bottom层，层，则需要在过孔处增加一个小电容，电容一端接地，一则需要在过孔处增加一个小电容，电容一端接地，一端接端接VCC。3 3、高速电路板走线拓扑、高速电路板走线拓扑比如，比如，1片高速片高速CPU连接连接2片高速片高速SDRAM，如何确，如何确定走线、匹配拓扑？定走线、匹配拓扑？通过通过h

5、yperlynx仿真软件仿真走线拓扑仿真软件仿真走线拓扑Hyperlynx软件：软件：pads2007安装光盘中带有安装光盘中带有7.7版版本，可以防真过冲、串扰、本，可以防真过冲、串扰、EMI等等8.0版本，可以仿真版本，可以仿真PI（电源完整性）（电源完整性）走线拓扑4 4、高速电路板电源设计、高速电路板电源设计电源设计的目的是为芯片提供干净的能量和稳定电源设计的目的是为芯片提供干净的能量和稳定的参考。的参考。电路板上的噪声：开关电源噪声、芯片电平转换电路板上的噪声：开关电源噪声、芯片电平转换时电流噪声等，这些噪声不能消除，只能降低到时电流噪声等，这些噪声不能消除，只能降低到PCB可以接受

6、水平。可以接受水平。一般采用一般采用PI仿真确定仿真确定PCB上滤波参数，但上滤波参数，但PI仿真仿真较为复杂，简单方法如下较为复杂，简单方法如下目标阻抗设计法目标阻抗设计法目标阻抗设计：目标阻抗设计：目标阻抗设计目标阻抗设计Zc=芯片纹波要求芯片纹波要求/动态电流动态电流芯片纹波要求：比如芯片纹波要求：比如3.3V，一般要求纹波小于，一般要求纹波小于50mV，动态电流一般为芯片某个电源总电流的动态电流一般为芯片某个电源总电流的50%80%比如：比如：DSP 3.3V总电流总电流200mA，动态电流，动态电流120mA，要求纹波小于要求纹波小于50mV，目标阻抗，目标阻抗50/120=0.42ohm;DSP 1.8V总电流总电流400mA，动态电流，动态电流240mA，纹波要，纹波要求小于求小于36mV，则目标阻抗，则目标阻抗36/240