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時(shí)鐘信號回溝與測試點(diǎn)位置有關(guān)嗎?

發(fā)布人:電巢 時(shí)間:2022-12-26 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章

信號回溝,即波形邊緣的非單調性,是時(shí)鐘的大忌,尤其是出現在信號的門(mén)限電平范圍內時(shí),由于容易導致誤觸發(fā),更是兇險無(wú)比。所以當客戶(hù)測試發(fā)現時(shí)鐘信號回溝,抱著(zhù)一心改板的沉痛心情找到高速先生時(shí),高速先生絲毫不敢大意,一番分析確認之后,給出的答復卻讓人喜出望外:測試點(diǎn)的時(shí)鐘回溝是真實(shí)存在的,但是芯片得到的時(shí)鐘信號質(zhì)量卻沒(méi)有問(wèn)題,簡(jiǎn)而言之,單板的時(shí)鐘信號沒(méi)問(wèn)題,可以放心使用。

其實(shí),高速先生剛拿到單板時(shí)心里也沒(méi)底,因為時(shí)鐘信號頻率并不算低,有400MHz,而且針對5路時(shí)鐘信號的設計查板也并未發(fā)現異常。

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仿真初始階段,為了確認模型的準確性,首先對客戶(hù)提供的測試點(diǎn)上的波形進(jìn)行了仿真擬合,以C0通道時(shí)鐘為例,仿真波形的回溝如約而至,與測試波形的延時(shí)、回溝的位置基本一致,說(shuō)明仿真建模沒(méi)有問(wèn)題,看到這樣的結果,客戶(hù)的心開(kāi)始下沉:回溝得到了仿真驗證,這回沒(méi)得救了。

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高速先生感覺(jué)可以再搶救一把,因為最關(guān)鍵的芯片DIE上的時(shí)鐘波形還沒(méi)看到,還有一線(xiàn)生機。懷著(zhù)忐忑的心情,高速先生按下了“Simulation”鍵,隨著(zhù)DIE上的波形在屏幕上漸次展開(kāi),高速先生松了口氣,芯片上的時(shí)鐘回溝神奇的消失了!

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看到這樣的結果,客戶(hù)既喜且疑,喜的是芯片上的時(shí)鐘信號正常,疑的是測試點(diǎn)明明就在芯片背面的過(guò)孔處,為何測試得到的時(shí)鐘波形會(huì )與芯片DIE上的天差地別?

測試最尷尬的莫過(guò)于“所測非所得”,出現這種情況,很多時(shí)候與測試點(diǎn)的位置選擇有關(guān),比如本案例:看起來(lái)芯片背面的過(guò)孔似乎距離芯片最近,最能反映芯片接收信號的真實(shí)情況,其實(shí)不然,我們最終需要關(guān)注的是芯片DIE上的信號,而芯片的DIE與PIN之間還隔著(zhù)千山萬(wàn)水——芯片內部封裝布線(xiàn),尤其是封裝較大的BGA芯片,封裝布線(xiàn)的影響更加明顯,這也是很多芯片會(huì )提供封裝補償(Pin-delay)的原因。

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現在再來(lái)解釋芯片背面測試點(diǎn)的波形為何與DIE上的情況相差甚遠,信號的拓撲圖可以讓我們一目了然。

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答案就是:實(shí)際測試點(diǎn)與芯片DIE之間的走線(xiàn)(本案例中,主要是指封裝布線(xiàn))上的反射,導致了該點(diǎn)的時(shí)鐘信號回溝,在DIE上的理想測試點(diǎn)的波形則不存在這個(gè)問(wèn)題。而客戶(hù)提供FPGA相應的時(shí)鐘信號Pin-delay數據與PIN-DIE之間的仿真延時(shí)基本吻合,也從側面印證了封裝布線(xiàn)的影響。對比其它四路時(shí)鐘,情況也基本類(lèi)似。

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單板在最終的功能調試中也并未出現問(wèn)題

#單板##pcb##PCB##調試##芯片#


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