Pergunta sobre padrões de correspondência do comprimento do traço para sinais de alta velocidade

Eu e um colega tivemos uma discussão e um desacordo sobre as diferentes maneiras pelas quais os sinais de alta velocidade podem ser compatíveis. Estávamos indo com um exemplo de layout DDR3.

Todos os sinais na imagem abaixo são sinais de dados DDR3, portanto são muito rápidos. Para dar uma noção da escala, todo o eixo X da imagem é 5,3 mm e o eixo Y é 5,8 mm.

Meu argumento era que, a correspondência de comprimento feita como no traço do meio na imagem pode ser prejudicial à integridade do sinal, embora isso seja apenas baseado em uma intuição, não tenho dados para fazer backup disso. Os traços nos lados superior e inferior da imagem devem ter melhor qualidade de sinal, pensei, mas, novamente, não tenho dados para apoiar essa afirmação.

Eu gostaria de ouvir suas opiniões e, especialmente, experiências sobre isso. Existe uma regra prática para o comprimento que corresponde aos traços de alta velocidade?

Infelizmente, não pude simular isso em nossa ferramenta SI, porque está tendo dificuldade em importar o modelo IBIS para o FPGA que estamos usando. Se eu puder fazer isso, informarei de volta.

Sua intuição está correta, dependendo da velocidade da borda e da proximidade dos caminhos serpentinos, você pode causar problemas pessoais. Eles absolutamente se encaixam como você está se perguntando. De fato, se for apertado o suficiente, o componente de alta frequência pode se unir diretamente nas curvas S como se nem estivessem lá.

A questão então se torna: esse acoplamento será um problema no seu aplicativo. Eles parecem suficientemente distantes nessa imagem para DDR3, mas é difícil dizer. É claro que a simulação do caminho seria sempre melhor, mas sei que nem sempre temos acesso a ferramentas caras quando precisamos delas :)

Você parece estar no caminho certo. Aqui está Johnson falando um pouco mais sobre isso.

Como não trabalho com memória DDR, presumo que não haja material de mesa disponível no chip e que a correspondência de comprimento é de fato necessária. Se os próprios chips são capazes de fazer a deformação, é claro que você deve usar esse recurso em vez de estender os traços para fazer a correspondência de comprimento.

Mas, como a correspondência de comprimento é necessária, parece que tudo o que você está fazendo é feito da melhor maneira possível. Principalmente porque, 1, você está realmente fazendo a correspondência de comprimento e 2, você está usando arcos em vez de dobras de 90 ou 45 graus.

No seu comentário, você menciona sua preocupação de que a forma serpentina coloque o traço em paralelo consigo mesmo. Essa é uma preocupação razoável, mas não há muito que você possa fazer sobre isso. Certamente, eu não sugeriria que os dois chips se afastassem para permitir a separação dos traços - e, de qualquer forma, você provavelmente tem uma limitação de espaço na placa para evitá-lo. Dado que o espaçamento entre os rastreamentos é igual a 4x ou mais a largura do rastreamento, eu não esperaria que isso causasse um problema sério.

Obviamente, uma simulação com o HyperLynx ou outra boa ferramenta de SI é a melhor maneira de obter uma resposta definitiva. Você deve simular esse problema específico sem ter modelos para seus chips reais.

Uma coisa que você não mostrou é o empilhamento do seu tabuleiro. Sem uma boa simulação e um bom conhecimento de seus materiais, não é óbvio que a velocidade de propagação nas camadas internas seja igual à velocidade nas camadas externas (provavelmente não é) e que a correspondência estritamente entre as camadas é a correta. coisa para fazer. Mesmo que você tenha explicado isso, pode esperar que algumas variações nos materiais causem incompatibilidade entre atrasos de rastreamento em diferentes camadas.

Para sinais de microondas, você deseja evitar cantos afiados nas faixas para evitar efeitos complexos de perda de retorno. É por isso que todas são linhas suaves. Também para melhorar a integridade do sinal, você deseja um plano de aterramento. Depois, há menos sensibilidade às diferenças de layout e diafonia, desde que o comprimento da trilha seja correspondido. A espessura do traço precisa ser calculada com base na impedância desejada para melhor resposta do TDR e coeficiente de reflexão.

Seu software de layout deve gerar o mesmo comprimento de linha sob demanda.

Muitas outras considerações de layout DDR3 são oferecidas aqui.