INDS信号不仅是差分信号,而且是高速数字信号。因此,对用来传输L,VDS的PCB线对必须采取措施,以防止信号在媒质终端发生反射,同时应减少电磁干扰以保证信号的完整性。在PCB布线时需要注意的一些问题如下。

1_采用多层板结构形式

有INDS信号的PCB一般都建议采用多层板结构形式。由于INDS信号属于高速信号,故与其相邻的层应为地层,且应对INDS信号进行屏蔽防止干扰。另外,对于密度不是很大的板子,在物理空间条件允许的情况下,最好将LVDS信号与其他信号分别放在不同的层。例如,对于4层板,通常可以按以下进行布层:【NDS信号层、地层、,电源层、其他信号层。

一个包含有L、,DS信号的PCB设计实例如图4.34所示,此板为16层多层印制板。LNDS信号分别走在L1和L16层,L1的屏蔽层为G2,L16屏蔽层为G15(其中G2、G15是一个完整的地平面),这样不但可以减少过孔数,保证接线最短,而且每个INDS信号层都与完整的地平面相邻。

2.控制传输线阻抗

【NDS信号的电压摆幅只有350mV,以电流驱动的差分信号方式工作。为了确保信号在传输线当中传播时不受反射信号的影响,L,VDS信号要求传输线阻抗受控,其中单线阻抗为50Q,差分阻抗为(100_10)Q。阻抗控制的好坏直接影响信号的完整性及延迟。(1)确定走线模式、参数及计算阻抗LV。DS分外层微带线差分模式和内层带状线差分模式两种。在实际应用中,可以利用一些高速电路仿真分析工具,通过合理的设置层叠厚度和介质参数,调整走线的线宽和线间距,计算出单线和差分阻抗结果,来达到阻抗控制的目的。通过合理设置参数,阻抗可利用相关阻抗计算软件(如POI.AR—S16000、CA。DENCE的刖LL,EGRO、Mentor。的ePlanner-等)计算,也可利用阻抗计算公式计算。微带线和带状线的阻抗计算公式请参考4.3节的内容,从计算公式可以看出,阻抗值与绝缘层厚度成正比,与介电常数、线的厚度及宽度成反比。但是在很多时候,同时满足单线阻抗和差分阻抗是比较困难的。一方面,线宽(Width)和线间距(Separation)的调整范围会受到物理设计空间的限制,例如,在BGA或直列型边缘连接器内的布线和线宽受焊盘尺寸和间距的限制;另一方面,线宽和线间距的改变都会影响到单线阻抗和差分阻抗。因此,在一定的层叠条件下,了解线宽和线间距与阻抗之问的关系,对设计师设定差分布线规则就十分有意义了。利用Mentor·公司的HyperI.ynx软件,可以很方便地计算出达到预定阻抗值的线宽和线间距关系。设计师不要仅仅依赖自动布线功能,而应仔细修改以实现差分阻抗匹配,并实现差分线的隔离。

(2)走平行等距线

在确定走线线宽及间距后,在走线时要严格按照计算出的线宽和间距,两线间距要一直保持不变,也就是要保持平行。平行的方式有两种:一种为两条线走在同一线层(side-bv—side),即同层内的差分形式;另一种为两条线走在上下相两层(over—under),即层间差分形式。一般尽量避免使用层问差分形式,因为在:PCB的实际加工过程中,由于层叠之间的层压对准精度大大低于同层蚀刻精度,以及层压过程中的介质流失,不能保证差分线的间距等于层间介质厚度,会造成层间差分对的阻抗变化。建议尽量使用同层内的差分形式。

3遵守紧耦合的原则

在计算线宽和间距时,要求遵守紧耦合的原则,也就是差分线对间距小于或等于线宽的原则。当两条差分信号线距离很近时,电流传输方向相反,其磁场相互抵消,电场相互耦合,电磁辐射也要小得多。

4走线应该尽可能地短而直

为确保信号的质量,【NDS差分线对走线应该尽可能地短而直;差分信号对布线的长度应该保持一致,避免差分线对布线太长,出现太多的拐弯;拐弯处尽量用45。或弧线,避免90’拐弯;应尽量减少布线中的过孔数和其他会引起线路不连续性的因素。

5.不同差分线对之间的间距不能太小

INDS对走线方式的选择没有限制,微带线和带状线均可,但是必须注意要有良好的参考平面。不同差分线对之间的间距不能太小,至少应大于3~5倍差分线间距。必要时可在不同差分线对之间加地孔隔离以防止相互间的串扰。

6.LVDS信号远离其他信号

对INDS信号和其他信号,如‘"Ill,信号,最好使用不同的走线层。如果因为设计限制必须使用同一层走线时,I,VDS走线和。TTI_,走线的距离应该足够远,至少应大于3~5倍差分线间距。

7.LVDS差分信号不可以跨平面分割

尽管两根差分信号互为回流路径,跨平面分割不会割断信号的回流,但是跨平面分割部分的传输线会因为缺少参考平面而导致阻抗的不连续。

8.接收端的匹配电阻要尽量靠近接收引脚

接收端的匹配电阻到接收引脚的距离要尽量短,接线距离要尽可能的短。

9.控制匹配电阻的精度

使用终端匹配电阻可实现对差分传输线的匹配,其阻值一般在90~130Q之间。系统也需要用此终端匹配电阻来产生正常工作的差分电压。对于点到点的拓扑,走线的阻抗通常控制在100Q,但匹配电阻可以根据实际的情况进行调整。最好使用精度为1%~2%的表面贴电阻跨接在差分线对上,必要时也可使用两个阻值各为50Q的电阻,并在中间通过一个电容接地,一以更好滤去共模噪声。根据经验,10%的阻抗不匹配就会产生5%的反射。

10.未使用的引脚处理

所有未使用的INDS接收器输入引脚悬空,所有未使用的INDS和’TTI.,输出引脚悬空,未使用的TII。发送/驱动器输入和控制/使能引脚接电源或地。