Gibt es eine bevorzugte Platzierung eines Abschlusswiderstands für eine Differenztaktleitung?

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Bei der Betrachtung einer Referenz-Design-Karte von Xilinx haben wir die Platzierung des Abschlusswiderstands für eine Differenztaktleitung (~ 300 MHz) festgestellt:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der Widerstand befindet sich nicht an der nächstgelegenen Stelle, die sich direkt unter den Durchkontaktierungen befindet, die die Uhr empfangen (es scheint viel Platz zu geben), sondern "weit weg" links von den Durchkontaktierungen. Wir fragen uns, ob es einen guten Grund gibt, einen Differenzialabschlusswiderstand auf diese Weise zu platzieren. Irgendwelche Ideen?

Etwas Besseres
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Mit was für einem Teil ist die Uhr verbunden? Ist es ein DIP-Logik-IC? Oder eine Art Adapter, um das FPGA auf eine Mezzanine-Karte zu setzen? Steuert das FPGA die Uhr und der DIP empfängt sie oder umgekehrt?
Das Photon
@ThePhoton: Die Uhr wird von einem FPGA angetrieben (mit der roten Differenzlinie, die Sie im Bild sehen). Der Empfänger ist ein BGA-DDR-Teil. Die eingekreisten Durchkontaktierungen empfangen die Uhr, und die gelbe Differenzleitung wird zum Abschlusswiderstand geleitet. Meine Frage war, warum nicht den Abschlusswiderstand noch näher an den Empfangsdurchkontaktierungen platzieren. Vielen Dank.
SomethingBetter

Antworten:

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Abschlusswiderstände befinden sich an einer von zwei Stellen: So nah wie möglich am Treiber (für die Quellenbeendigung) oder so nahe wie möglich am Ende des Trace (für die Art der Beendigung, die Sie haben).

Beachten Sie, dass ich "so nah wie möglich am Ende der Spur" und nicht "so nah wie möglich am Empfänger" sagte? Da ist ein Unterschied!

Die meisten Leute denken, dass die Signalkette für die Endbeendigung wie folgt aussieht: Treiber -> Lange Spur -> Beendigung -> Empfänger. Das ist aber falsch. Die Beendigung sollte am Ende des Signals erfolgen. So: Treiber -> Lange Spur -> Empfänger -> Beendigung.

Wenn Sie mehrere Empfänger haben, erhalten Sie Folgendes: Treiber -> Trace -> Empfänger1 -> Trace -> Empfänger2 -> Terminierung.

Der Grund dafür ist, dass die Terminierung verhindert, dass das Signal zu den Empfängern zurückreflektiert und deren Signal verfälscht. Theoretisch könnte man eine super lange Spur vom letzten Empfänger bis zum Terminator haben, und das würde gut funktionieren!

Deshalb befindet sich Ihr Abschlusswiderstand nicht in der Nähe des Treibers - weil es nicht sein muss. Der Widerstand befindet sich am Ende der Leitung genau dort, wo er sein sollte. Es gibt andere Gründe, warum der Widerstand so weit entfernt ist, aber das ist nicht zu wichtig.

Was die kleinen Kringel betrifft, so sollte in einem Differenzsignal die Länge der beiden Spuren in der Länge identisch sein. Mit den Schnörkeln wird die Länge einer Spur so angepasst, dass sie mit der anderen Spur übereinstimmt.


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Schöne Erklärung für etwas, das ich nicht ganz so deutlich ausdrücken konnte.
Das Photon
@ David Kessner: Die eingekreisten Durchkontaktierungen im Bild sind der Empfänger der Uhr, nicht die Quelle. Meine Frage war also, warum man den Abschlusswiderstand nicht noch näher an den Empfänger heranführt, anstatt sich etwas weiter vom Empfänger zu entfernen.
SomethingBetter
@SomethingBetter Ich habe deine Frage verstanden, du hast meine Antwort nicht verstanden. Einfach ausgedrückt ist es nicht wichtig, die Terminierung näher am Empfänger zu haben. Es ist wichtig, dass die Kündigung am Ende der Leitung steht.
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@ DavidKessner: OK. Nachdem ich Ihre erste Antwort gelesen hatte, dachte ich, Sie schienen zu glauben, dass die eingekreisten Durchkontaktierungen die Sender waren. Sie sagen also, sie hätten den Abschlusswiderstand direkt unter den Empfangsdurchkontaktierungen oder sogar weiter entfernt platzieren können, und es wäre genauso. Das einzig Wichtige ist, dass wir am Ende der Übertragungsleitung einen Abschlusswiderstand haben.
SomethingBetter
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Wie embedded.kyle sagt, ist der Kringel ein Hinweis, aber ich bin mir nicht einig über die Bedeutung. Es ist absolut sicher, dass sie mit kontrollierter Impedanz für 300 MHz, Squiggle oder jetzt Squiggle konstruieren müssen.

Was der Kringel zu mir sagt, ist, dass sie sehr vorsichtig sind, wenn es darum geht, die Spurenlänge zwischen den beiden Linien im Differentialpaar abzugleichen. Der Grund dafür ist die Minimierung von Gleichtaktreflexionen auf der Leitung, die möglicherweise ein EMI-Problem verursachen könnten. Ich denke, sie haben den Abschlusswiderstand bewegt, um Platz für das Kringeln zu schaffen.

Angesichts der Frequenz (300 MHz) und der Größe des Kringels glaube ich jedoch, dass sie dies überentwickeln. Es ist unwahrscheinlich, dass ein so kleines Kringel bei dieser Frequenz einen bedeutenden Effekt hat.

Das heißt, sie verursachen keine Probleme mit diesem Design. Was sie getan haben, ist einfach die Terminierung entlang der Linie hinter dem empfangenden Teil zu verschieben. Dies ist ein perfektes Design und besser als das, was Sie normalerweise sehen, nämlich den Abschluss zuerst zu setzen und dann ein paar mm länger einen Stummel laufen zu lassen, um das empfangende Teil zu erreichen. In dem Fall, den Sie zeigen, verursacht der empfangende Teil nur einen leichten kapazitiven Shunt an einem Mittelpunkt der Leitung.

Das Photon
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Das Kringeln in der einen Spur ist ein Hinweis. Da sie diesen Kringel dort hineinstecken, sind die Designer bemüht, die Impedanz der Spuren anzupassen.

Folgendes stammt aus einer Altera App. Hinweis :

Differential Pair Termination

Differenzielle Signal-E / A-Standards erfordern einen Abschlusswiderstand zwischen den Signalen am Empfangsgerät (siehe Abbildung 31). Für den LVDS- und LVPECL-Standard sollte der Abschlusswiderstand mit der Differenzlastimpedanz des Busses übereinstimmen (dh typischerweise 100 Ω).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Xilinx hat ähnliche Literatur, aber ich fand die Altera-Notiz prägnanter.

Der Grund, warum der Abschlusswiderstand nicht so nah wie möglich an der Quelle liegt, liegt darin, dass die Impedanz der Leiterbahnen wichtig ist, wenn versucht wird, die Standards für Niederspannungs-Differenzsignale (LVDS) oder Niederspannungs-Positiv-Emitter-gekoppelte Logik (LVPECL) einzuhalten .


Bearbeiten:

Unter Berücksichtigung Ihres Kommentars und der anderen Antworten ist das oben Gesagte nicht sinnvoll.

Wie die anderen gesagt haben, muss die Spurlänge angepasst werden, um die Auswirkungen von Gleichtaktreflexionen zu verringern, die bei Verwendung eines Einzelwiderstandsabschlusses eines Differenzsignals auftreten können.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dr. Howard Johnson erklärt es besser als ich es jemals könnte:

Diesen Gleichtaktartefakten können schreckliche Dinge passieren, wenn Ihre Trace-Verzögerung einem Viertel der Taktperiode entspricht. In diesem Fall werden die kleinen Gleichtaktartefakte zyklisch aufgebaut und überlagert, wodurch Ihre Probleme mit dem Gleichtaktsignaleingangsbereich am Empfänger vergrößert und auch die abgestrahlten Emissionen vergrößert werden.

Wie David Kessner sagte, haben sie die Leiterbahnlänge über den Empfänger und vor dem Abschlusswiderstand hinaus verlängert, um die Ablaufverzögerung anzupassen und die Möglichkeit zu verringern, dass Reflexionen außer Kontrolle geraten.

embedded.kyle
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Ich denke, vielleicht war ich in der Beschreibung nicht sehr klar. Die im Bild markierten Durchkontaktierungen sind die Empfänger der Uhr, nicht die Sender. o Meine Frage war eigentlich, warum nicht den Abschlusswiderstand noch näher am Empfänger platzieren?
SomethingBetter
@SomethingBetter Siehe meine Bearbeitung.
embedded.kyle
Vielen Dank. Es scheint mir nur seltsam, dass der Widerstand weit von der Durchkontaktierung entfernt ist, was erfordert, dass sie in der Länge mit den Abschlussleitungen übereinstimmen, anstatt den Widerstand direkt unter den Durchkontaktierungen zu platzieren und sehr, sehr kleine Leitungen zum Verbinden der Durchkontaktierungen zu verwenden zum Widerstand.
SomethingBetter
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In Bezug auf die Terminologie scheint dies ein Beispiel für eine "Fly-by" -Kündigung zu sein.

Von http://www.interfacebus.com/Design_Termination.html#f :

Das Platzieren des Abschlusses am anderen Ende direkt am Eingangspin funktioniert in vielen Situationen gut. Für größere Chips wie FPGAs, die 1 Zoll im Quadrat sein können, wird eine als Fly-By-Terminierung bezeichnete Technik verwendet. Durch Fly-By-Terminierung wird die Terminierung hinter dem Gerät platziert, wodurch die Terminierung am Ende der Ablaufverfolgung steht. In diesem Fall erhöht die Fly-By-Terminierung die Leiterbahnlänge um einen Zoll. Der Widerstand befindet sich noch einen Zoll vom Eingangspin entfernt, jedoch am Ende der Leiterbahn und nicht einen Zoll vor dem Eingangsstift.

Remcycles
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