PCB設計等長與等時

大家好，小科來為大家解答以上問題。PCB設計等長與等時這個很多人還不知道，現在讓我們一起來看看吧！

1、作者：吳軍一博科技高速公路團隊負責人；來源：高速先生微信微信官方賬號

2、論平等與等時性

3、《纏繞》系列的第一篇文章發(fā)表后，研討會的籌備工作就開始了，隨后是長達一個月的商務旅行。

4、最后，我有時間繼續(xù)這個話題。先看看大家之前的回復。我漏掉了受訪者的名字，只保留了答案：

5、游戲開始，大家直接回復了高速先生的微信號，并列出了自己做過或者認可的等長設計要求。之前的一些回答如下：

6、…… ……

7、如前所述，現在流行說三遍重要的事情：

8、1.相等的長度從來不是目標，但是系統需要相等的時間.

9、2.除了相位的差分對同步，大部分同步都是為了定時！

10、3.為了給定時繞線，我們必須了解定時關系，理解時序圖。

11、每次看到時序圖，這會兒都會黑，不是嗎？

12、計時是一個每個人都頭疼又覺得很復雜的話題，所以高速男陳驍先生在之前的計時話題中嘗試用兩對情侶的戀愛關系來解釋計時問題。不知道有多少人真正理解繞口令這個比喻。我的印象是，80后和90后的學生似乎很快就能理解陳驍的意思，而70后的學生一般會說他們更暈。

13、讓時間問題變得清晰和簡單是一個巨大的挑戰(zhàn)。高速度先生的精神是迎難而上，亦步亦趨。

14、我的目標不是給你看復雜的時序圖，也不是引用任何隱喻和聯想，這樣你就能簡單地理解時序圖。

15、借用一個好的圖，我們可以一次了解三個主要的計時系統(這里忽略了很少用到的內部同步時鐘系統)。

16、并行總線包括早期的公共時鐘和現在流行的源同步時鐘，然后是串行總線。

17、區(qū)分三個系統也很簡單，后續(xù)文章會跟大家一起來。

18、公共時鐘時序

19、帶公共時鐘的并行總線，十幾年前的技術，跟不上高速設計的需求，但還是有一些應用，比如公共Local總線基本上就是公共時鐘總線。

20、有CPCI總線，PCIX總線，早期的SDRAM等等。

21、判斷公共時鐘總線是否通用的主要特點是外部時鐘分配器(或FPGA)分別向發(fā)送和接收芯片發(fā)送時鐘線。

22、如下圖所示，公共時鐘總線必須是能夠找到外部同步時鐘的總線。

23、公共時鐘總線的時序特征是，在時鐘的最后一個邊沿，發(fā)送芯片鍵入數據，然后在時鐘的下一個邊沿，接收芯片接收數據。

24、為了簡化下面的理解，假設時鐘到達驅動器和接收器的時間相同，即時鐘線長度相等(這也是最常規(guī)的設計思路)。

25、影響時序的因素有Tco、Tskew、Tjitter、Tcrosstalk…….看起來很復雜。簡單來說，只要滿足兩個條件，就可以滿足時序要求：

26、在一個時鐘周期內，數據應該從驅動器發(fā)送到接收器，并且應該有足夠的建立時間。

27、在第二個數據到來之前，前面的數據應該有足夠的保留時間。

28、如果滿足條件1，則要求Tclk容納數據到達所需的所有時間，包括數據輸出延遲(Tco)、數據飛行時間(Tflighttime)、數據保留時間要求(Tsu)以及影響時間序列的所有因素(Tcrosstalk、Tjiter……...........

29、TPCB偏斜Tclock偏斜Tjitter Tco數據Tflt數據Tsetup

30、滿足條件2，即下一個數據將被添加到最小數據輸出延遲(Tco min)加上最小數據飛行時間(Tflight

Tco data +Tflt data +Tclock skew+Tpcb skew>Thold

真正設計的時候，我們需要從器件手冊查找相應的數據來進行時序計算。

33、從理解角度來說，卻不用那么復雜。

0.3ns

上圖是一個實際案例計算后的結果，我們從中只要看懂兩個事情：

一、共同時鐘總線時序關系隨著TClk的減小，難度急劇加大。

38、33M、66M的共同時鐘總線，適度關注拓撲結構和端接來保證信號質量就夠了，不需要任何繞線。

39、100M以上的共同時鐘總線時序開始變得緊張，133M以上的系統，建議一定要做時序分析，否則風險很大。

二、共同時鐘總線時序是對總長的要求，不是等長，借用Cadence Allegro的規(guī)則管理器來解釋，共同時鐘總線最合適的電子規(guī)則是Total Etch Length，而不是我們常用的各種Propagation Delay。

注：100M或者133M以上的時候，由于時序非常緊張，有可能通過控制外部時鐘Skew（布線或者調整寄存器）的方式來調節(jié)時序，這時對以上不等式兩邊進行調整的過程中會涉及到總長的差異問題。

42、但是也還是用Total Etch Length的規(guī)則來約束設計，而不是Propagation Delay

講了這么多，大家繼續(xù)暈菜有沒有？想把時序講簡單，是不是Mission Impossible？

還是簡單總結一下：

1. 共同時鐘總線時序關系隨著速率增加，時鐘周期減小，設計難度增加

2. 共同時鐘總線時序是對總長的要求，一般情況下可以理解為盡量走短；沒有等長要求

3. 如果因為時序調整的原因，需要繞線的時候，盡量保證長線不要繞的更長

4. 100M以上的共同時鐘總線，建議進行時序計算，避免風險

審核

本文到此結束，希望對大家有所幫助。