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針對鏈路的線長部分如何管控?

冬至配餃子 ? 來源:信號完整性學習之路 ? 作者:廣元兄 ? 2022-08-16 09:15 ? 次閱讀

前文給出補償?shù)膿p耗的方法:均衡。均衡的分類有線性&非線性,發(fā)送端&接收端等方式。這里的分類簡單點:

poYBAGL67V-AM5TKAABKAjdIRTA658.png

其實補償除了均衡的應用,還可以使用中繼器(Repeater)或者有源復用器(Active MUX)等方式來重新驅(qū)動信號,讓信號可以在長距離傳輸后,接收端能夠得到可識別的信號,得出符合協(xié)議性規(guī)范的眼圖。

一句話:就是管控鏈路的損耗,接收端識別出發(fā)送端的高低電平。

針對鏈路的線長部分,如何管控?

1.線長過短

針對高速串行鏈路,一般的芯片設計指導都會給出相關線長規(guī)定:

看上圖,發(fā)現(xiàn)針對高速串行通道,互連線長是一個范圍。有最大線長不足為奇,為什么有最短線長的管控?如果說有個互連通道特別短,低于所要求范圍的最小值。怎么辦?

這個時候是否考慮通過繞線長來達到要求,以防止驅(qū)動能力過強,引起相關問題。

Intel的規(guī)范針對這類情況,給出過建議:

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2.線長過長

鏈路高速信號比較短,很好解決。問題是隨著產(chǎn)品的多樣化與復雜化,鏈路的高速信號線長經(jīng)常性超長,這個時候就得用上Active MUX或Repeater來提高信號的質(zhì)量。

poYBAGL67X2Ac9jsAAA0nlfApag183.png

關于Repeater,可以理解為信號加油站。下面的文字分為4部分:分類、擺放位置、仿真和總結。

1.分類

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Re-driver(腦補畫面:加油站迅速加了油立馬開走)。可以增加信號幅值,類似于預加重的功能,讓信號能夠在更長的鏈路中傳輸。實際工作中,USB2.0 使用的Re-driver是信號調(diào)節(jié)技術,直連式的,沒有延遲。

Retimer (腦補畫面:加油站加了滿滿的油又去服務站吃飯休息)。有CDR(Clock-data recovery)內(nèi)部時鐘恢復功能,不僅僅是信號幅值的增加,還有驅(qū)動功能。當然,凡事都不是百利而無害,對高速串行鏈路有時延管控的,需要注意的是Retimer 有時延。

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2.擺放位置

至于Repeater擺放的位置,說法不一,共識點就是靠近終端擺放。當然更多是因為產(chǎn)品布局的限制。也有一些芯片設計規(guī)范給出相關規(guī)定。Re-driver&Retimer 擺放位置:

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3.仿真

下圖用ADS搭建的高速信號鏈路,在終端加了個Retimer,接收端的信號質(zhì)量大大改善。

poYBAGL67rOALX68AAE7kT_FMuM745.png

4.總結

Re-driver&Retimer 都可以稱為Repeater,但是兩者還是有區(qū)別的,建議大家在實際的工作過程中,還是分清楚,專業(yè)一點總歸沒有錯。

針對版圖設計線長部分,和有些小伙伴有過交流,他們的疑惑是:我們的產(chǎn)品在選用高級別的板材,低損耗的連接器&線纜等,發(fā)現(xiàn)即使超出SPEC的要求,產(chǎn)品的功能&相關測試也沒有什么影響?潛臺詞就是:花了錢,看不到效果。這里面的理解是這樣:①規(guī)范不是針對某一種產(chǎn)品,所以規(guī)范中的要求相對某類產(chǎn)品看來比較嚴;②信號完整性的評估是一個多方面的系統(tǒng),并不是說超出了SPEC,產(chǎn)品的功能就會有影響,只能說產(chǎn)品的功能是最低要求,高性能&最優(yōu)化才是本質(zhì)追求。

當然,不管什么補償技術,什么材料,什么優(yōu)化方法,歸根結底,就是要對鏈路進行管控,來保證高速信號的完整性,做出最有競爭力的產(chǎn)品。


審核編輯:劉清

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