Techniques de conception à haute vitesse : Ajustement des pistes pour l'égalisation des longueurs de routage

La première fois que j'ai entendu quelqu'un parler de "régler" ses techniques de conception à haute vitesse, le souvenir de mon groupe de musique au collège m'est revenu à l'esprit. À cette époque, "régler" signifiait prendre des enfants qui manquaient d'expérience et qui utilisaient des instruments vieux et fatigués, et essayer d'en faire quelque chose qui s'harmonisait. Comme vous pouvez vous y attendre, nos premières tentatives pour être accordés n'ont pas été très réussies. Après avoir travaillé sur l'intégrité du signal, le plan de masse et la haute fréquence, nous avons réussi à rester accordés ensemble, et nous avons commencé à ressembler à un vrai groupe.

Un groupe s'accorde pour que chaque instrument soit synchronisé avec le reste des instruments du groupe. Lorsque tout le monde joue un si bémol de concert, cela devrait sonner comme la même note. D'autre part, quand un groupe est désaccordé, cela peut réellement faire mal d'écouter le son des différents instruments qui se combattent.

Comme un groupe, une carte de circuit imprimé à haute vitesse a également besoin d'être "réglée". Il y a des réseaux à haute vitesse qui doivent avoir des longueurs spécifiques "accordées" les unes aux autres pour fonctionner comme prévu. Examinons ce qu'est le réglage des pistes sur un PCB et discutons de quelques idées sur la meilleure façon de l'accomplir.

Qu'est-ce que l'ajustement des pistes ?

L'ajustement des pistes sur un prototype de carte PCB consiste à créer des motifs de tracés sinueux pour atteindre une longueur totale spécifique de la piste, comme illustré sur l'image ci-dessous. Cette longueur de piste doit être assortie aux longueurs des autres pistes afin que le signal arrive à ses destinations en même temps. Les longueurs de pistes assorties sont importantes dans le routage des données et des horloges pour synchroniser le signal ensemble.

Quand j'ai commencé à ajuster les pistes pour assortir les longueurs, c'était plus un jeu de devinettes qu'autre chose. Nous avions seulement une longueur générale à égaler, et il y avait même des moments où nous comparions visuellement les pistes à l'écran pour voir si elles étaient proches. Maintenant, vous pouvez utiliser des générateurs de rapports de longueur de piste et des rapports de longueur de piste en temps réel, pendant que vous routez, pour trouver la longueur exacte de la piste. Vous pouvez également utiliser des contraintes de règles de longueur de piste et des fonctions d'ajustement automatique pour vous aider.

Différents types d'ajustement des pistes pour l'assortiment de longueur de piste dans la conception de PCB

Dans l'image ci-dessus, vous pouvez voir des exemples de réglage de pistes en serpentin. Ce réglage peut être serré selon un motif d'accordéon ou allongé selon un motif de trombone. Les experts en disposition de PCB à haute vitesse recommandent de router en grands motifs de trombone pour remplir la zone et laisser de l'espace pour un réglage ultérieur. Ensuite, lorsque vous êtes prêt, revenez et peaufinez le routage du trombone dans un motif d'accordéon plus serré pour obtenir la longueur exacte de piste dont vous avez besoin. Vous devriez également utiliser des coins à 45 degrés sur les vagues des motifs d'accordéon et espacer les vagues d'une distance minimale de 3 fois la largeur de la piste.

De la même manière que les réseaux individuels doivent être accordés avec d'autres réseaux, vous devriez également assortir les longueurs des deux réseaux dans une paire différentielle. Gardez la paire routée ensemble autant que possible et insérez les ondes de longueur de piste sur les extrémités non appariées. Il est important de router les deux pistes d'une paire différentielle ensemble autour des obstacles tels que les vias ou les trous lorsque vous égalez leur impédance de longueur. Ne séparez pas la paire en routant autour de ces obstacles. Les paires différentielles devront également être assorties en longueur avec d'autres paires différentielles.

La fonctionnalité de réglage de piste qui vous aidera

Il y a beaucoup de fonctionnalités dans les outils de conception de cartes de circuits imprimés qui vous aideront avec votre routage et l'ajustement des pistes. Tout d'abord, vous pouvez configurer des règles de longueur de piste dans les contraintes de routage à haute vitesse. Ces règles garantiront que votre routage est créé aux longueurs correctes et correctement apparié à d'autres réseaux. Vous pouvez également utiliser des processus qui routeront automatiquement les motifs d'ajustement aux longueurs correctes afin que vous n'ayez pas à créer manuellement les ondes. Ces utilitaires fournissent le contrôle dont vous avez besoin pour réguler la largeur de la piste et la hauteur et l'espacement des motifs d'onde en accordéon. Enfin, vous pouvez également utiliser des routeurs de paires différentielles pour faire correspondre les longueurs des deux pistes de la paire ensemble.

Les logiciels de conception de PCB, comme Altium Designer^®, intègrent des fonctionnalités de conception à haute vitesse pour le routage et l'ajustement des pistes. Cela vous aidera à router les pistes à haute vitesse sur votre carte de circuit imprimé pcb aux longueurs correctes sans avoir à deviner leurs longueurs réelles. Avec ce type d'aide, vous pouvez créer une conception conforme à haute vitesse en moins de temps et avec une plus grande confiance en son exactitude.

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