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46 PCB giugno 2012
A B
Fig. 6a - Struttura di esempio, nella
quale viene variato il numero delle
stitching vias utilizzate
Fig. 7a - Il progetto corrispondente alla simulazione
di esempio illustrata nelle figure successive
Fig. 7b - Rumore sul piano indotto dai fenomeni di
accoppiamento delle via, al commutare del segnale
DQ: 86 mV
A
B
Rumori e interferenze
Finora, è stato considerato solo il
comportamento di una via (o di una
coppia di via) in condizioni isolate. Ma le
via possono anche generare nella rete un
rumore di accoppiamento derivante dalle
interferenze che avvengono nelle cavità
tra i segnali di due via che attraversano
la stessa coppia di layer. Esaminiamo
l’esempio schematizzato in Fig. 7.
Il canale considerato trasporta un segnale
PCIExpress. Sulla stessa sche-
Fig. 7c - Confronto tra i diagrammi
a occhio e delle forme d’onda nel
dominio del tempo, in blu senza
crosstalk tra le via e in rosso con
crosstalk tra le via
C
Fig. 6b - Confronto della
perdita di inserimento
rilevata al variare del
numero delle stitching vias,
per la struttura di esempio
raffigurata nella Fig. 6a
Giallo: 4 stitching vias
Rosso: 2 stitching vias
Bianco: 1 stitching via
Verde: senza stitching via
da sono presenti anche numerosi segnali
DDR2. Sebbene il routing dei segnali
DDR avvenga lontano da quello del canale
PCIExpress (nessun fenomeno di
accoppiamento, quindi, tra le tracce), le
via di entrambi i segnali transitano attraverso
la stessa coppia di piani. A ogni
commutazione del segnale DQ del bus
DDR, nella cavità del piano viene generato
del rumore che si diffonde fino alle
via del canale PCIExpress, dal quale viene
infine raccolto. È possibile rilevarne
l’effetto sul diagramma a occhio all’estremità
del ricevitore. L’apertura dell’occhio
è visibilmente ridotta, a causa del rumore
di accoppiamento delle via.
Conclusioni
In conclusione, i diversi effetti di discontinuità
derivanti dalle via presenti
sui percorsi dei segnali possono indurre
un degrado significativo della qualità del
segnale di un canale multi-Gbps, chiaramente
rilevabile nei diagrammi a occhio.
Non è più possibile accettare quanto
finora assunto, ovvero che tali effetti
siano trascurabili, o che essi possano essere
stimati mediante dei modelli molto
semplificati.
I progettisti sono tenuti a comprendere
pienamente i contributi derivanti dalle
diverse componenti delle via, e l’entità
del loro impatto sulla qualità del segnale.
Quindi, utilizzando le apposite funzionalità
di modellazione 3D e di analisi
presenti nei tool di SI, potranno determinare
in quale modo apportare le opportune
correzioni al progetto.
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