Организация классов и критерии выбора критичных цепей
В электрической схеме должны быть сформированы классы цепей.
Классы цепей – это группы сигналов, объединенные по различным критериям. Классы цепей должны быть расставлены по приоритетам. Самые критичные высокочастотные цепи, цепи с высокоскоростными сигналами, должны быть разведены в печатной плате в первую очередь.
Основными при формировании классов могут быть следующие критерии.
1. Частота передаваемого сигнала.
2. Скорость изменения фронта и спада импульса.
3. Помехоустойчивость и низкие собственные излучения.
4. Входимость линии передачи в параллельную или последовательную шину.
5. Тип линии передачи (дифференциальный или последовательный).
6. Длина линии передачи.
7. Волновое сопротивление линии передачи.
На основании первых двух критериев должна быть проведена оценка (синтез и анализ) амплитудно-частотной характеристики линии передачи, полосы пропускания и допустимой частоты среза АЧХ. Для оценки необходимости согласования с нагрузкой/источником сигнала нужно определить критическую длину линии передачи.
Исходя из частот первой, третьей или пятой гармоник, вносящих основной вклад в форму прямоугольного импульса, нужно оценить вероятность попадания спектра сигнала в возможные полосы резонанса линии передачи в режиме холостого хода.
Можно поступить проще, и применить классы, основанные на разделении сигналов и линий по частотным диапазонам, как показано в первой книге серии «Высокоскоростные печатные платы. Сохранение целостности электрических сигналов» [15]. Или можно сделать всего два класса цепей – класс сигнальных цепей с заданным волновым сопротивлением и класс цепей питания. Обратите внимание, что для каждого класса в книге приведены различные правила трассировки линий передачи, которые можно применить и в автоматизированной системе проектирования, что упростит последующую работу по оценке возможных неисправностей.
Рекомендуется сделать отдельный класс для дифференциальных пар. Если дифференциальные пары принадлежат интерфейсам с различными требованиями, количество классов можно увеличить.
Рекомендуется сформировать отдельные классы для шины данных и шины адреса. Все линии шин должны проходить в равных условиях, должны иметь одинаковые количества изгибов, проходить через одинаковые слои, переходные отверстия. Только физическое выравнивание длин линий в шине не учитывает различие скоростей распространения сигналов в разных слоях и участках платы.
При