第 9 阶段 · 高速工程判断 · 重点理解

9-12 Topology:同一个Net,为什么连接形状会改变判断

辨认驱动端到多个接收端的物理连接组织,把分叉和支线纳入高速布局判断。

学习本课前,你需要知道

如果还不熟悉,可以先回看对应基础课。

原理图上都属于同一个网络,为什么PCB不能随意连成一团?连通关系只告诉我们谁要相连,传播时还会遇到具体的路径、分叉和负载。

快速理解 · 看连接组织,不只看网络名

Topology(拓扑) 把 Driver(驱动端)、Receiver(接收端) 和路径一起考虑。下面从同一驱动端出发,切换不同连接组织。点到点模式只有一个接收端;其余模式展示多个接收端,不表示可以为了换拓扑而删去产品必须连接的器件。

切换连接组织:接通同一个Net,也可能形成不同互连结构
点到点:一个驱动端 → 一个接收端同一驱动端接收端1接收端2接收端3未接入未接入铜色为物理连接简图;未画参考面,不代表实际互连无需参考。菊链:主路径经过各接收端的连接点同一驱动端接收端1接收端2接收端3连接点不是重新驱动信号的缓冲器铜色为物理连接简图;未画参考面,不代表实际互连无需参考。星形:一个公共节点分出多条支路同一驱动端接收端1接收端2接收端3公共分支点这是铜分叉,不是多个独立输出端口铜色为物理连接简图;未画参考面,不代表实际互连无需参考。主干:继续去末端;支线:另接一个负载同一驱动端接收端1接收端2支线主干另有一个测试焊盘分支时,也要算进结构支线长短必须结合传播时间、边沿与负载判断铜色为物理连接简图;未画参考面,不代表实际互连无需参考。

点到点示例只有一个接收端参与连接。其他接收器未接入本例网络;这不是可以随意删掉真实产品接收器的建议。

先数有几个接收点

Point-to-Point(点到点) 的路径关系较简单,但仍然可能遇到不连续结构。Multi-Drop(多接收点连接) 则要同时考虑沿途或分支上的接收条件。本课不讨论多个驱动器同时争用一根总线,也不讲通信协议。

再看它们怎样分布

Daisy Chain(菊链) 让主路径顺序经过接收点,可能减少很长的横向支线,但各点沿路径的距离不同。Star(星形) 让路径从公共点分开,便于观察各支路,但公共分叉本身改变线路看见的电气条件。星形画得对称,不代表负载、封装和层结构完全相同。

别漏掉离开主干的那一段

Stub(支线) 可能是到另一个输入端的必要连接,也可能只是额外的测试点引出。9-08的过孔残桩,是多余孔铜形成的分支;这里主要看平面内的分支走线。两者不能只因为没在主通路上,就当作“不参与信号”。

为什么?深入理解 · 连接点会参与传播

同一网络不等于同一瞬间

信号变化以有限速度传播。分叉后,各支路的 Propagation Delay(传播延迟) 和负载条件可能不同,返回的 Reflection(反射) 还可能影响公共连接点。不能用“都属于同一个Net”代替这些判断。

菊链不是每级自动恢复波形

本课菊链的接收器只是沿途取信号,主干上的铜没有经过器件内部重新驱动。较短支线也不是零负载:输入电容和焊盘等仍影响局部结构。真实产品也可能使用独立缓冲输出,那是另一种电路,不能与一根铜分成星形混同。

没有通用最佳拓扑

菊链的不同到达时刻、星形的分叉负载、支线的往返传播,都必须与接口允许的时序和 Termination(端接) 方式一起核对。是否允许、多长可接受,由器件与接口指南或已验证分析确定。不要从某条总线的推荐结构推导出所有板都必须相同。

工程应用 · 把路径画在纸上,再决定布线
  1. 写出谁能驱动、哪些点必须接收,确认接口允许的连接组织。
  2. 从实际驱动引脚沿铜走向每个接收引脚,标出分叉、测试点、换层和末端。
  3. 分别记录到各接收端的路径及支线;不要拿全部铜的长度总和当任意一条信号路径的延迟。
  4. 检查现有布局是否支持要求的组织,再与端接位置、参考和时序规则一起落实。

多个接收端是否需要到达时间接近,要看接口要求;不能自动给所有分支加蛇形。测试点即使没有接探头,支出的铜仍存在。下一课把端接器件放回这张连接图检查。

本课记住

网络名确定连接身份;拓扑确定路径如何组织。先辨认驱动、接收、分叉与支线,再判断是否符合该接口条件。

多接收端网络连通且每条支路线长相等,能否直接确认高速连接正确?
提示

长度只描述互连的一部分。

技术依据与边界

德州仪器高速布局指南,第2.5和2.6节讨论支线与时钟分配;德州仪器:支线和信号边沿说明支线判断不能只看数据率。课程重新绘制一般连接简图,不移植特定总线的最大长度或终端数值,也不把其推荐拓扑当作通用规则。

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基础PCB设计与布线基础技术未学习
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03层叠未学习
04阻抗未学习
05Allegro未学习
06封装未学习
07布局未学习
08布线未学习
09高速未学习
  • 9-15Allegro 17.4高速实操:从约束到布线、调整与检查待开放
  • 9-16Stage 9综合练习:为一版高速Layout作出有依据的判断待开放
10DFM待开放

课程准备中,开放后会显示在这里。

11项目实战待开放

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