รูปแบบ Quad SPI PCB

ฉันพยายามสร้างเลย์เอาต์ที่ดีสำหรับหน่วยความจำแฟลช Quad SPI NOR MT25QL256ABA1EW9-0SIT ด้วย STM32 MCU ปัญหาของฉันคือฉันพบว่าชิปหน่วยความจำ pinout ค่อนข้างไม่สะดวก ฉันจัดการเพื่อสลับพินที่ด้าน MCU วิธีที่สัญญาณอยู่ติดกัน แต่ก็ยังคงเป็นเรื่องยาก ทำตามคำแนะนำเลย์เอาต์ Micron Quad spi ที่ฉันจัดการ:

ไม่แยกระนาบกราวด์ต้นแบบ (นี่คือ PCB แบบ 2 เลเยอร์)
ทำให้สัญญาณนาฬิกาสั้นและอาจโค้งงอน้อยที่สุด
ไม่ใช้ VIAS สำหรับการกำหนดเส้นทางสัญญาณ

อย่างไรก็ตามฉันไม่ได้จัดการ:

เก็บอิมพีแดนซ์ที่เหมาะสมโดยการคำนวณสไตรไลน์ (มีพื้นที่ไม่มากและมีสัญญาณมาก)
รักษาความยาวของสัญญาณที่คล้ายกัน

นี่คือเค้าโครง:

หลังจากขยายภาพจะเห็นชื่อเน็ตบนแผ่นชิปหน่วยความจำ ฉันต้องการถามคุณในความเห็นของคุณว่าการออกแบบนี้เพียงพอสำหรับการถ่ายโอนสัญญาณนาฬิกามากถึง 80 Mhz เพื่อวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบรูปร่างสีชมพูที่ชิปอยู่ภายในมีขนาด 18 x 8 มม. เทรูปหลายเหลี่ยมของ GND ถูกวางไว้เพื่อให้มองเห็นได้ ฉันขอขอบคุณความช่วยเหลือทั้งหมด

— ŁukaszPrzeniosło
แหล่งที่มา

ชั้นล่างเป็นพื้นดินเต็มหรือไม่? คุณสามารถเพิ่มสกรีนช็อตของราดด้านบนได้หรือไม่?

— Mike

จะดีกว่าไหมถ้าหมุนมันเพื่อให้ได้ความยาวของสัญญาณที่เท่ากัน? ไม่จำเป็นต้องใส่พินซัพพลายกับฝาปิดระหว่างชิป - พื้นที่นั้นสามารถใช้สำหรับการจับคู่ความยาว

— Araho

นั่นผ่านระหว่างตัวพิมพ์ใหญ่สองตัวนั้นค่อนข้างแปลกกว่านี้ ...

— Sean87

ฉันลบมัน ต้องการที่จะทำให้ปิด gnd ผ่าน แต่มันก็จะปิด

— ŁukaszPrzeniosło

คำตอบ:

สำหรับ FR4 โดยใช้ epsilon ที่มีประสิทธิภาพ 3.25 เราจะได้รับความยาวคลื่นของสัญญาณ 80 MHz ใน PCB ที่ 80 โดยการคำนวณ

ความยาวคลื่น = (c / f) * (1 / sqrt (epsilon)) = (300000000 m / s / 80000000 1 / s) * (1 / sqrt (3.25) = 2.06 เมตร

การใช้ความยาวคลื่น 1/16 เป็น "ขีด จำกัด ที่ปลอดภัย" ด้านล่างซึ่งเราไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับการสะท้อนกลับและเวลาสัมพัทธ์

safe_length = (1/16) * ความยาวคลื่น = 2.06 / 16 = 12.8 เซนติเมตร = 5 นิ้ว

ร่องรอยสัญญาณของคุณต่ำกว่าขีด จำกัด นั้น เส้นทางของคุณดีพอ

https://www.jlab.org/accel/eecad/pdf/050rfdesign.pdf

— เคพี
แหล่งที่มา

แต่ยังคงมีการพิจารณา crosstalk ฉันควรทำให้มีที่ว่างมากขึ้นระหว่างร่องรอยบนจุดประสงค์หรือไม่?

— ŁukaszPrzeniosło

โดยวิธีการที่คุณไม่ควรพิจารณาเพียงแค่พื้นฐานของความถี่สัญญาณนาฬิกา วิธีอนุรักษ์นิยมมากขึ้นคือการพิจารณาขอบที่เพิ่มขึ้น / ลดลงอย่างรวดเร็วซึ่งอาจเป็น 1-3 ns ... นั่นคือที่ความถี่สูงกว่ามาก

— next-hack

ฉันคิดว่าไม่จำเป็นต้อง overengineer มัน อย่างไรก็ตามคุณดูแล้วการกำหนดเส้นทางต่ำกว่าขีด จำกัด RF ใด ๆ ที่ 80MHz และปัญหาใด ๆ อาจไม่ได้เกิดจากการกำหนดเส้นทาง ดีพอดีพอ เวลาที่จะไปสู่ปัญหาต่อไป :)

— PkP

จากมุมมองของโทโพโลยีคุณอาจต้องการพิจารณาหมุนชิปแฟลช SPI ซ้าย 90 องศา (ทวนเข็มนาฬิกา) ตามด้านล่าง สิ่งนี้จะมีแนวโน้มที่จะออกความยาวเส้นทางตามธรรมชาติและอนุญาตให้ความยาวที่เป็นไปได้ตรงกับ MCU

— Michael Karas
แหล่งที่มา

ดูเหมือนว่า NCS และ CLK นั้นผิดไป แต่คำตอบที่เหลือนั้นยังคงอยู่

— Ignacio Vazquez-Abrams

@ IgnacioVazquez-Abrams - ฉันเพิ่งติดป้ายด้านขวาพลิก ถูกต้องแล้ว

— Michael Karas

ขอบคุณสำหรับคำตอบ. ฉันลองทำตามวิธีที่ ypu desribed แต่ฉันมีสัญญาณนาฬิกาโค้งมากขึ้น มันสำคัญกว่าหรือไม่ที่จะรักษาความยาวร่องรอยที่มีความยาวเท่ากัน? ด้านล่างไม่ได้ออกแบบมาสำหรับ gnd เท่านั้น แต่เป็นเลเยอร์สัญญาณ แต่ฉันตั้งใจบอตที่จะวางร่องรอยไว้ข้างใต้

— ŁukaszPrzeniosło

แฟลช SPI ที่ทันสมัยขนาดใหญ่กว่ามีแผงระบายความร้อนด้านล่างชิปฉันจะใช้และหลีกเลี่ยงการกำหนดเส้นทางหากเป็นไปได้

— PkP

ใช่ฉันมีแผ่นความร้อนภายใต้การพิจารณา

— ŁukaszPrzeniosło