作者:一博科技高速先生成員 孫小兵
端接就是人為加入電阻來改善信號(hào)由于鏈路阻抗突變帶來的反射問題的一種方式,并且引入成本也較低,在很多場合都有運(yùn)用。但是端接電阻擺放位置一直困惑大家,或許大家只知道串聯(lián)電阻需要靠近發(fā)送端擺放,并聯(lián)電阻需要靠近接收端擺放,但不知道怎么衡量能夠接受的距離是多少。在實(shí)際單板設(shè)計(jì)中由于芯片周邊空間有限,往往可能需要從BGA中引出較長的一段走線再接上端接電阻,而這段較長走線可能會(huì)影響端接效果。下面我們就分別探討串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻到芯片端走線距離對端接效果的影響。
實(shí)際運(yùn)用場合中串阻鏈路模型如圖所示。串阻和驅(qū)動(dòng)器之間存在一段較長的走線,這段樁線的長度會(huì)直接影響端接效果。如果串阻距離發(fā)送器較遠(yuǎn),樁線較長,串阻就可能沒有端接效果。下面我們探究一下這段樁線的長度Lstub對端接效果的影響。
![poYBAGP8eAOALh0sAABTnZrLyS8087.png](https://file.elecfans.com//web2/M00/94/30/poYBAGP8eAOALh0sAABTnZrLyS8087.png)
下圖是串阻前面樁線長度延時(shí)TD0分別為1Tr、Tr/2、Tr/5時(shí)在末端接收信號(hào)的反射振幅情況。當(dāng)樁線延時(shí)達(dá)到上升時(shí)間的一半時(shí),信號(hào)反射振幅會(huì)達(dá)到最大,樁線越短,反射振幅就越小。
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上面是當(dāng)信號(hào)上升時(shí)間一定,前面樁線長度變化時(shí)對串聯(lián)端接效果的影響。那么當(dāng)樁線長度一定時(shí),改變信號(hào)上升時(shí)間對端接效果有沒有影響呢?下面我們又來探究信號(hào)上升時(shí)間Tr分別是樁線時(shí)延TD0、3*TD0、5*TD0時(shí)末端接收信號(hào)的反射振幅情況。反射幅度隨著信號(hào)上升時(shí)間的增加而逐漸減小。
![poYBAGP8eASAAnlWAAHDxbIOl3M067.png](https://file.elecfans.com//web2/M00/94/30/poYBAGP8eASAAnlWAAHDxbIOl3M067.png)
根據(jù)以上結(jié)果分析可知,信號(hào)上升時(shí)間和串阻到芯片走線距離的關(guān)系會(huì)影響串聯(lián)端接效果。在設(shè)計(jì)中建議樁線的延時(shí)應(yīng)該不超過六分之一的信號(hào)上升時(shí)間,即TDstub≤Tr/6,這樣接收端的噪聲基本能夠控制在10%以內(nèi)。例如信號(hào)上升時(shí)間為300ps,樁線的延時(shí)應(yīng)當(dāng)要小于50ps,即樁線的長度不超過300mil基本不會(huì)出現(xiàn)問題。
接下來我們探討并聯(lián)端接鏈路中電阻到末端距離對信號(hào)的影響。在理想情況下電阻最好放在接收器之后,仿真鏈路模型如下。傳輸線先連接到接收端,然后再引一段“尾巴”走線到端接電阻,端接電阻尾線阻抗與并聯(lián)電阻值保持一致。這樣信號(hào)先到接收端,然后再到端接電阻。這種狀態(tài)下端接電阻的尾線長度Ltail對信號(hào)質(zhì)量影響非常小。下面也驗(yàn)證了端接尾線傳輸延時(shí)分別是Tr和Tr/10兩種情況下接收端的信號(hào)波形狀態(tài)。
![pYYBAGP8eAWAMDyRAACEQ6_H9KU953.png](https://file.elecfans.com//web2/M00/94/B2/pYYBAGP8eAWAMDyRAACEQ6_H9KU953.png)
![poYBAGP8eAWAMWK_AADFw4-S4p0030.png](https://file.elecfans.com//web2/M00/94/30/poYBAGP8eAWAMWK_AADFw4-S4p0030.png)
可以看到兩個(gè)信號(hào)波形幾乎完全重合,信號(hào)質(zhì)量非常良好。由此分析可知,端接電阻尾線長度對端接效果幾乎沒有影響。
在實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)中,端接不可能完全都從信號(hào)接收端接出來,總會(huì)在端接電阻分支點(diǎn)和接收端之間存在一段長度的走線,如下圖鏈路模型。這段樁線的長度Lstub會(huì)影響信號(hào)接收質(zhì)量,若樁線過長將削弱端接效果。
![pYYBAGP8eAaAXqFtAACKCMMY5fs677.png](https://file.elecfans.com//web2/M00/94/B2/pYYBAGP8eAaAXqFtAACKCMMY5fs677.png)
下圖顯示的是接收端前面樁線長度分別為Tr、Tr/2、Tr/5情況下接收端信號(hào)波形狀態(tài)。可以看出當(dāng)樁線長度越短,端接效果就越好。建議端接電阻前面樁線延時(shí)小于Tr/6。
![poYBAGP8eAaABAwvAAFHJInrJ-c283.png](https://file.elecfans.com//web2/M00/94/30/poYBAGP8eAaABAwvAAFHJInrJ-c283.png)
當(dāng)采用端接來改善信號(hào)反射時(shí),串聯(lián)阻應(yīng)盡可能靠近發(fā)送端放置,建議芯片輸出到串阻的走線延時(shí)小于六分之一的信號(hào)上升時(shí)間;并聯(lián)電阻應(yīng)盡可能靠近接收端放置,端接電阻支路尾線長度對端接效果影響較小,建議端接電阻分支點(diǎn)到接收端的走線延時(shí)小于六分之一的信號(hào)上升時(shí)間。這或許也是為什么到DDR5后地址線的末端端接也改成了ODT的形式。
審核編輯:湯梓紅
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