ניתוח תזמון בעיצוב PCB במהירות גבוהה

עבור מהנדסי תכנון מערכות דיגיטליות, ניתוח תזמון הוא חלק חשוב מתכנון PCB במהירות גבוהה. במיוחד עם הופעתו של אפיק 100M, לאחר קצב קצה האות מגיע picoseconds, ביצועי המערכת תלויים יותר בעיצוב החזיתי, אשר דורש ניתוח תזמון מדויק וחישוב בתחילת העיצוב. ניתוח תזמון ושלמות אותות הם בלתי נפרדים, ואיכות אותות טובה היא המפתח להבטחת קשרי תזמון. בעיות איכות האות הנגרמות על ידי השתקפות, crosstalk ותופעות אחרות עשויים להביא שינוי תזמון והפרעה, ואנחנו חייבים לשקול את שניהם יחד בעת עיצוב.

נקודת המוצא של ניתוח תזמון היא לקבוע את ערכת העיצוב בהתאם להקמת האות או להחזיק קשר זמן. שיטה זו עוברת לאורך כל תהליך התכנון, כולל תכנון IC, עיצוב לוח ועיצוב מערכת.

זמן הטיסה מתייחס להבדל מרגע שליחת האות לרגע שבו האות יציב בקצה המקבל, ומשמש כדי לבטא את העיכוב שנגרם על ידי חיווט ועומס. במקרה של מהירות נמוכה, זה יכול להיקבע על ידי שיטה משוערת, אבל בתכנון של pcb במהירות גבוהה, זה חייב להיקבע על ידי שיטת סימולציה בשל גורמים כגון עומס ואפקט קו השידור. לאחר קביעת זמן הטיסה, ניתן ליישם את חישוב התזמון באמצעות טבלה או שיטה ידנית כדי לבדוק אם האות עומד בדרישות דוגמת האות וההחזקה. באופן דומה, הפוך תהליך זה כדי לקבל כללי אורך ניתוב.

המאפיין של מצב השעון המשותף הוא כי השעונים של מקלטי-משדר מסופקים על ידי מקור השעון המשותף. יש לו שני מאפיינים. האחד הוא שהנתונים צריכים להגיע לקצה המקבל בתוך מחזור אחד, והשני הוא שלהבדל השעון יש השפעה רבה על התזמון.

בדרך כלל כאשר השעון והנתונים מונעים על ידי אותו סוג של ממשק, חישוב התזמון רק צריך לשקול את הפרש הפאזה ביניהם. אם זה לא המקרה, הפרש הפאזה (כגון אורך החיווט) צריך להיות מותאם בהתאם לזמן הטיסה. השיטה במובן זה ניתוב שעון הנתונים הוא באורך שווה הופך לא יעיל.

בתכנון, גורמים אחרים כגון רעש מיתוג, הפרעות בין-סמליות ולולאות לא אידיאליות משפיעים על שלב האות. לכן, מצד אחד, אנחנו צריכים להוסיף באופן סביר שולי עיצוב בעיצוב התזמון, ומצד שני, אנחנו צריכים לאמץ שיטות עיצוב אחרות כדי להפחית את ההשפעה של הפרעה.