Как лучше всего разместить печатную плату с кварцевыми генераторами и микроконтроллером?

Я хотел бы вмешаться с небольшой перспективой: на самом деле вы не имеете дело с чем-то высокоскоростным. Вы действительно можете делать все, что хотите, на этих частотах и ​​получать идеальную целостность сигнала. Пара мегагерц, даже пара десятков мегагерц особых проблем не доставят.

Особенно о хрустале, вам не о чем беспокоиться. У меня были макеты, в которых кристалл располагался в нескольких дюймах от микроконтроллера, и все работало нормально. Я прощупал его, похоже, что кристалл плотно соединен. Высокоскоростная конструкция составляет 300 МГц и выше - или высокое сопротивление примерно от 100 МГц. Это примерно тот момент, когда трассировка может начать вызывать перекос часов, отражения, и когда ваши дорожки на печатной плате больше не будут вести себя как резистивные элементы.

В любом дизайне, чувствительном к шуму, вы должны учитывать следующее:

• Электрические поля и особенно скорость их изменения должны быть сведены к минимуму. Электрические поля пропорциональны напряжению и обратно пропорциональны расстоянию, поэтому вы хотите максимально увеличить расстояние между линиями, которые быстро меняют свое напряжение.
• Магнитные поля должны быть сведены к минимуму. Магнитные поля пропорциональны размеру контура и скорости изменения тока, поэтому вы хотите разделить все, что имеет высокую скорость изменения тока (преобразование мощности, линии электропередач IC) с подходящими значениями конденсатора, и вы хотите проложить линии электропередач как можно ближе друг к другу. насколько это возможно, чтобы минимизировать размер токовых петель
• Высокий импеданс означает низкую помехоустойчивость. Избегайте линий с высоким импедансом, а если они у вас есть, делайте их максимально невосприимчивыми к шуму. Экранируйте их, охраняйте, но в идеале просто заделайте их с низким импедансом, чтобы вам не приходилось с этим сталкиваться.

Расставьте приоритеты для ваших линий часов, выполнив следующие действия по порядку:

1. Разместите источник тактового сигнала и вспомогательные устройства
2. Источник объемного звучания со всеми приемниками часов
3. Разместите любые необходимые силовые структуры
4. Сначала прокладывайте сети часов
5. Прокладывайте другие сигнальные сети последними
6. Заполните лишнюю площадь силовой структурой и т. Д.

Одним из ключей к хорошей трассировке является правильное размещение компонентов. Вы должны сжимать тактовые импульсы как можно ближе к источнику, оставляя при этом достаточно места для экранирования шумных или чувствительных компонентов. Если вы закончите первые пару шагов и не сможете двигаться дальше, возможно, вам придется разорвать и перенаправить.

В этом порядке вашим часам будет присвоен наивысший приоритет, поэтому линии часов будут как можно короче. Короткие линии синхронизации означают меньше электромагнитных помех между сигналами, а значит, лучшую целостность и надежность сигнала. Кроме того, более короткие линии означают, что необходимо управлять меньшей емкостной нагрузкой, что приводит к снижению энергопотребления. Единственный способ заставить высокоскоростные проекты работать — это установить приоритет тактов, потому что они также влияют на синхронизацию.

Для получения дополнительной информации, вот несколько рекомендаций.