Дифференциальные пары и силовые плоскости

Я работаю над оператором Raspberry Compute Module 4 с контроллером USB 3.0 с высокоскоростными сигналами. Как я прочитал здесь в другой теме, я решил изменить полигоны для силовых плоскостей, но у меня есть 2 сомнения по поводу них:

-Что я могу сделать с пробелом? У меня 4 разделенных плоскости. Должен ли я подключить всю лишнюю плоскость к GND или к одному из источников питания?

-Другие сомнения, могу ли я направить высокоскоростные сигналы через плоскости с разделением мощности? Я читал о том, что маршрутизация по плоскостям разделения земли невозможна, но я не уверен, смогу ли я сделать это с плоскостями питания.

Что касается импеданса дифференциальной пары, высота дорожки от их соответствующих плоскостей или от плоскости GND? Я не уверен, откуда я должен измерять высоту (в моем стеке 4 слоя).

Большое спасибо!

введите описание изображения здесь

Редактировать: Большое спасибо за ваши ответы. Я реорганизовал печатную плату так, чтобы дорожки не пересекали разделенные плоскости. На форумах Texas Instruments я получил ответ, который рекомендует мне не трассировать ссылки на силовые плоскости, он советует мне изменить мой дизайн на 6 слоев. Другой товарищ здесь сказал мне, что направляет мои сигналы во внутренние слои, но Texas Instruments не рекомендует направлять высокоскоростные сигналы на внутренние слои. Является ли лучшим вариантом добавить больше слоев?

Новый силовой самолет

не запускайте высокоскоростные трассы, будь то односторонние или дифференциальные по разделенной плоскости. Никаких оправданий в этом. Power или GND в качестве опорной плоскости для высокоскоростных трасс. Предпочитайте GND в качестве опорной плоскости, и если вы выберете Power в качестве опорной плоскости, убедитесь, что ваш PDN в порядке. Какой бы ни была эталонная плоскость для непосредственного обратного тока, в конце концов этот ток должен достичь источника.
Я исправляю свое распределение разделенных плоскостей, чтобы мои высокоскоростные линии не пересекали разделенные плоскости, но на форумах Texas Instruments они не рекомендуют маршрутизацию через эталонную плоскость питания (мой стек - Верх-Земля-Питание-Низ, а я имеют высокоскоростные сигналы на нижнем слое). Должен ли я изменить свой слой стека на Top-GND-PWR-PWR-GND-Bottom?
Если вы можете позволить себе да, переход на 6 слоев поможет. О каких высокоскоростных сигналах вы говорите, например, о каком интерфейсе? скорость работы? где нагрузка? можете ли вы направить всю высокую скорость на один и тот же слой (вверху)
Это линии USB 3.0, и я думаю, что невозможно маршрутизировать все на одном уровне. Будет проще добавить больше слоев и использовать Верх-GND-PWR-PWR-GND-Bottom.

Ответы (2)

Всего на 4 слоях у вас есть только два варианта плотно расположенных слоев: 1+2 и 3+4. Скорее всего, вам нужны оба варианта для маршрутизации высокоскоростных материалов. Но вам также нужны близко расположенные области питания и GND для высокоскоростных чипов.

Это создает ситуацию, когда вам нужно 3 вещи, расположенные близко друг к другу: питание+GND, sig1+plane и sig2+plane. Но у вас есть только два варианта реализовать это.

Поэтому некоторые слои должны иметь общие функции. И это может быть только питание и сигналы, потому что вы никогда не просачиваете наземные плоскости.

Но если сигнал и мощность находятся на одном уровне, обратная плоскость для сигналов всегда будет заземлена.

Когда вы пересекаете свои сигналы от пары слоев 1 к 2, также предоставьте переходные отверстия GND для возврата, чтобы пересечь от пары слоев 1 к 2.

Я не уверен, что понимаю, что вы говорите. Вы предлагаете мне изменить слой стека вверх, верно? Но я должен иметь один слой GND в соответствии с рекомендациями Texas Instruments. Я не мог маршрутизировать высокоскоростные сигналы на внутренних слоях, верно?
Я не знаю вашего текущего стека, поэтому не могу сказать, изменит ли его мое предложение. Я говорю о том, что в 4 слоях, если вы правильно проложите маршрут, ваша опорная плоскость почти наверняка будет GND, а не питанием. Таким образом, вопрос о маршрутизации через разделение силовой плоскости может стать неактуальным. Например, вы можете иметь плоскости GND на уровне 2 и 4 и использовать оба уровня 1 и 3 как для маршрутизации, так и для питания. Смена слоев на высокой скорости допустима, если вы соблюдаете соответствие длин и не делаете это слишком часто, а поблизости должны быть предусмотрены переходы через землю.
Но я понимаю, что ваш стек складывается следующим образом: Верх (Сигналы и питание) - GND - Сигналы и питание - GND? 3-й слой был бы внутренним слоем, и я не мог бы трассировать его, не так ли? Может быть, я неправильно понимаю, и вы предлагаете использовать внутренние слои в качестве GND и объединять питание и сигналы сверху и снизу.
Вы понимаете стек, как я его имел в виду. Вы также можете поменять местами 3 и 4 и подключить GND к 3, а питание + сигнал к 4. Это мало что изменит. Вы также можете маршрутизировать через 3 (когда 4 — это GND). Импеданс будет практически таким же, как на слое 1+2, потому что расстояние от 3 до 4 намного меньше, чем от 3 до 2, поэтому плоскость GND в слое 2 почти не будет иметь значения для сигналов на слое 3. По сути, две плоскости пары 1+2 и 3+4 образуют самостоятельную печатную плату, что несколько утрировано. Извините, если двусмысленно написал.
Большое спасибо за ваши ответы, я сомневался, правильно ли я вас понял, потому что я думал, что это неплохая идея направить высокоскоростные сигналы на внутренние слои. Добавить еще 2 слоя GND было бы проще, не так ли?
У меня нет личного опыта работы с USB3, но, насколько я слышал, это сложно. Для высокоскоростных вещей часто рекомендуется 6 слоев, из-за того, что я написал в своем ответе: вам нужны 3 вещи, тесно связанные с GND: два сигнальных слоя и по крайней мере один силовой слой (с сегментами для разных шин). Все три из них могут иметь соответствующую жестко связанную плоскость GND на 6-слойной печатной плате, которая обычно имеет три тесно связанные пары плоскостей: 1+2, 3+4 и 5+6.

Прежде всего, высокоскоростным сигналам все равно, является ли плоскость питанием или обратным (GND). Трасса, несущая высокоскоростной сигнал, будет соединяться с одной из них или с обеими, в зависимости от расстояния (высоты) от трассы до плоскости(ей).

В этом случае вы хотите избежать высокоскоростных трасс через разветвления в плоскостях. Если вам абсолютно необходимо это сделать, то вы хотите разместить конденсаторы через промежутки в плоскостях, рядом с тем местом, где дорожка пересекает зазор.

Дифференциальные сигналы несколько более снисходительны, но вы все равно должны следовать тем же правилам для маршрутизации высокоскоростных несимметричных сигналов.

Дифференциальные пары и силовые плоскости
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v