蛇形走線(xiàn)的作用
PCB上的任何一條走線(xiàn)在通過(guò)高頻信號的情況下都會(huì )對該信號造成時(shí)延時(shí),蛇形走線(xiàn)的主要作用是補償“同一組相關(guān)”信號線(xiàn)中延時(shí)較小的部分,這些部分通常是沒(méi)有或比其它信號少通過(guò)另外的邏輯處理;最典型的就是時(shí)鐘線(xiàn),通常它不需經(jīng)過(guò)任何其它邏輯處理,因而其延時(shí)會(huì )小于其它相關(guān)信號。
高速數字PCB板的等線(xiàn)長(cháng)是為了使各信號的延遲差保持在一個(gè)范圍內,保證系統在同一周期內讀取的數據的有效性(延遲差超過(guò)一個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)會(huì )錯讀下一周期的數據),一般要求延遲差不超過(guò)1/4時(shí)鐘周期,單位長(cháng)度的線(xiàn)延遲差也是固定的,延遲跟線(xiàn)寬,線(xiàn)長(cháng),銅厚,板層結構有關(guān),但線(xiàn)過(guò)長(cháng)會(huì )增大分布電容和分布電感,使信號質(zhì)量,所以時(shí)鐘IC引腳一般都接RC端接,但蛇形走線(xiàn)并非起電感的作用,相反的,電感會(huì )使信號中的上升元中的高次諧波相移,造成信號質(zhì)量惡化,所以要求蛇形線(xiàn)間距最少是線(xiàn)寬的兩倍,信號的上升時(shí)間越小就越易受分布電容和分布電感的影響.
因為應用場(chǎng)合不同具不同的作用,如果蛇形走線(xiàn)在電腦板中出現,其主要起到一個(gè)濾波電感的作用,提高電路的抗干擾能力,電腦主機板中的蛇形走線(xiàn),主要用在一些時(shí)鐘信號中,如PCIClk,AGPClk,它的作用有兩點(diǎn):1、阻抗匹配 2、濾波電感。對一些重要信號,如INTEL HUB架構中的HUBLink,一共13根,跑233MHz,要求必須嚴格等長(cháng),以消除時(shí)滯造成的隱患,繞線(xiàn)是唯一的解決辦法。一般來(lái)講,蛇形走線(xiàn)的線(xiàn)距>=2倍的線(xiàn)寬。PCI板上的蛇行線(xiàn)就是為了適應PCI 33MHzClock的線(xiàn)長(cháng)要求。若在一般普通PCB板中,是一個(gè)分布參數的 LC 濾波器,還可作為收音機天線(xiàn)的電感線(xiàn)圈,短而窄的蛇形走線(xiàn)可做保險絲等等.
補充一:
采用蛇行線(xiàn)的確有助于提高主板、顯卡的穩定性,有助于消除長(cháng)直布線(xiàn)在電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的電感現象,減輕線(xiàn)與線(xiàn)之間的串擾問(wèn)題,這一點(diǎn)在高頻率時(shí)表現得尤為明顯。當然你也能夠通過(guò)減小布線(xiàn)的密度達到相同的效果。
有條件的朋友可以觀(guān)察一下手邊的主板。CPU插座-->北橋芯片、北橋-->AGP插槽、頻率發(fā)生器背面、內存DIMM槽附近,這些是集中使用蛇行線(xiàn)的地方。究其原因,還是這些都是工作在高頻,并且還需要穩定的電流信號。
在PROTEL中一般先大致手工畫(huà)好線(xiàn),然后把要設置的所有線(xiàn)為一個(gè)CLASS,選Tools/Equalize net lengths。
補充二:
減輕線(xiàn)與線(xiàn)的串擾最主要的就是增加線(xiàn)間距,而和繞蛇行無(wú)關(guān),蛇行線(xiàn)反而會(huì )帶入導線(xiàn)自身的串擾問(wèn)題,計算機主版個(gè)部分信號對時(shí)序要求非常嚴格,所以必須對每種信號進(jìn)行長(cháng)度匹配,以滿(mǎn)足足夠的建立和保持時(shí)間,走蛇行線(xiàn)僅僅是和時(shí)序設計相關(guān),和高頻信號完整性無(wú)關(guān)。我看過(guò)的國外多本信號完整性著(zhù)作,還有芯片組廠(chǎng)商的Guildline,均沒(méi)有要求設計者采用蛇行線(xiàn)走法,當然會(huì )有走線(xiàn)長(cháng)度要求,但這只是符合時(shí)序規范要求。
評論