12 - B2B24 - Il Sole 24 Ore

46 PCB dicembre 2012
Fig. 3 – Canale di sbroglio common bus di una DD3
gnali ad alta velocità. Per molte ragioni
questo somiglia a un progetto RF:
con l’aumento della velocità, la conformazione
delle piste e i materiali
circostanti contribuiscono a determinare
le caratteristiche del canale come
se questi fossero componenti discreti
e come se tali componenti non mostrassero
i comportamenti reattivi che
ci si aspetta da essi. Nello schematico
si definirà il comportamento desiderato.
Solo dopo che il layout sarà realizzato
sarà visibile il comportamento
elettrico reale.
Una volta indossati i panni del progettista
RF e considerato il layout come
parte dell’intero progetto, la disciplina
progettuale che ne risulta inizia
ad avere senso. La prima parte della
soluzione progettuale è quella di organizzare
lo sbroglio dell’ambiente fisico.
Si tratta della progettazione 3D
di tutti i materiali e la predisposizione
dei piani di riferimento intorno ai canali
di sboglio dei segnali ad alta velocità.
Le performance e la modellazione
delle coppie differenziali ad al-
Fig. 4 – Fanout di coppia differenziale e breakout
ta velocità sono basate su una corretta
definizione dell’ambiente di sbroglio
correttamente definito: scelta dei
materiali, piani di riferimento e geometrie.
Di solito si definisce la struttura
della scheda (layup) in funzione del
bus usato e questo giustifica l’ipotesi
di adottare una topologia classica
di tipo strip-line. Ciò significa che
si hanno già a disposizione i connettori
della scheda, l’uso degli strati di
rame e la disposizione fisica generale.
Assicurarsi la corretta predisposizione
dei canali di sbroglio è un’operazione
che deve essere effettuata prima
di tutte le altre, mentre il loro collocamento
fisico deve essere stabilito
prima della fase di sbroglio.
Un’altra comune ipotesi negativa
è che l’alimentazione e la massa
rappresentino elementi di capitale
importanza. Nel momento in cui
la massima frequenza di lavoro raggiunta
dal progetto supera quella tipica
dei componenti discreti tradizionali,
l’ipotesi di un’alimentazione
Soluzione migliore
fanout di lunghezza coordinata;
breakout OK
Buona soluzione
fanout di lunghezza coordinata;
buon breakout
stabile viene meno e la rete di distribuzione
dell’alimentazione (PDN)
diventa parte della progettazione dove
occorre curare l’integrità di segnale.
Il modello del buffer di output di
trasmissione assume un discreto valore
di potenza lungo tutto lo spettro
di frequenza di lavoro. Così, prima
ancora di sottoporre a sbroglio
una coppia differenziale ad alta velocità,
occorre prevedere una solida rete
di alimentazione per i buffer. Due
sono i modi che garantiscono di soddisfare
tale prerequisito: una progettazione
particolarmente imponente,
oppure una simulazione di tipo PI
(power integrity). Devo confessare di
avere provato entrambi i metodi, anche
se consiglio vivamente la simulazione.
Organizzazione di base
e impedenza
Ora che è stato organizzato l’ambiente
di sbroglio, la topologia punto-punto
di una coppia ad alta velocità
potrebbe dare l’idea che l’attività
di routing non sia particolarmente
interessante, ciò finché non si affronti
la fase di sbroglio high-speed,
che rende tale attività molto più coinvolgente
con la creazione di una linea
di trasmissione ad alta qualità. La cosa
principale da tenere a mente è però
quella di coordinare fra loro sia le fasi
sia le caratteristiche di impedenza.
La differenza in fase di ogni ramo
della coppia differenziale deriva
dai fanout dei pin, da una differente
propagazione della velocità nei diversi
strati e nelle diverse strutture presenti,
quali ad esempio i vias.
Lo strumento di sbroglio può mantenere
sintonizzate le lunghezze lungo
il percorso, ma dipende da voi garantire
che la transizione dal canale
agli integrati mantenga le lunghezze
dei segnali sintonizzate fra loro e le
strutture in rame bilanciate.