FPGA的PCB板高速电路板设计

时间:2025-11-01  作者:Diven  阅读:0

一、FPGA的高速电路板设计

FPGA的PCB板高速电路板设计

PCB板的设计规模增大,IO传输问题也就出现。为了兼容其高速模块,必须对PCB的设计进行优化。

电源滤波,降低系统噪声匹配信号线降低并行走线的噪扰减小反弹效应进行阻抗匹配

为了实现上述要求,可以采用的方法有:

(1)选择合适的材料

一般选用介电常数越小的材料,传输阻抗越小,传输损耗越小。Altera中给出了FR-4的高速报告,说明FR-4可以跑高速设计。但是,一般还是需要了解厂家的材料的信息,用于整个设计的阻抗计算。

(2)PCB上传输走线

有微带传输线布局(单一参考面)和带状传输线布局(双参考平面)两种,可以支持基本的设计。

(3)阻抗计算

在PCB板设计之初就做好阻抗的控制,保证后期有足够的时序余量。

(4)降低串扰和维持信号完整性的布线方法

在允许范围内,提高线距

临近地线,可以去耦合

差分布线,可以提高信号完整性

存在明显耦合,可以在不同层之间布设相互垂直的单端信号(这个目前不清楚咋做)

减小并线长度,减少长耦合走线

二、FPGA的电源供电

(1)供电要求

单调性:带电源爬升过程中单调非负斜率(下降则为非正),能够减小噪声。

软启动:FPGA启动时需要特定的电流,不能爬升的太快,每一级的电源达到预定状态需要时间。

最大最小爬升时间:最大爬升时间是保证不会久留于阈值电压附近,尽快达到逻辑电平。最小爬升时间保证不会出现浪涌电流状况。

敏感模拟元件:需要稳定的电压,不能有太大的电压波动存在。FPGA上的PLL就需要单独的线性电压源供电。

(2)Altera的供电策略

电源层尽量靠近FPGA,可以减少BGA过孔电感

将Transceiver作为布局最高优先级(高速收发器含有内部调制器、电流足够低、必须分配收发器关键轨道最高优先级这三种情况除外)

大电流电源轨道考虑:无高速收发器则大电流最高级,有则置于次优先级(核心电压则可以放于最远处)

PLL电源及其电源:PLL作为第三级考虑,其电源按需分配。

三、退耦电容

(1)退耦电容的作用

利用电容的谐振频率的极小范围实现滤波,将噪声去除。

(2)计算电容值

实际电容的计算比较复杂,可以使用软件自动计算。

(3)电容的摆放

退耦电容最好的摆放就是尽可能的靠近电源或者地,保证最小的阻值和最小的感抗。

编辑:黄飞

 

猜您喜欢

热缩管是应用于电子、电气和机械领域的保护材料。主要作用是提供绝缘、保护和美观。热缩管能够有效隔离电气元件,防止短路和漏电,从而提高设备的安全性和可靠性。热缩管在...
2021-09-22 00:00:00

在高度发展的现代工业中,现代测试技术向数字化、信息化方向发展已成必然发展趋势,而测试系统的最前端是传感器,它是整个测试系统的灵魂,被世界各国列为尖端技术,特别是...
2023-10-19 08:07:00

现代电子技术中,变容二极管因其独特的特性和的应用而受到重视。作为能够根据施加电压改变其电容值的半导体器件,变容二极管在调谐电路、频率合成器以及无线通信等领域发挥...
2025-04-05 13:00:02

现代电子设备中,连接器的选择对于设备性能和可靠性非常重要。TERMINAL_29X7MM_TM作为一种高性能连接器,因其出色的设计和多功能性,广泛应用于各种电子...
2025-03-06 09:35:33

金相砂纸应用于金属、合金、陶瓷及其材料的表面处理和精加工。在金属加工行业,金相砂纸被用于切割、磨平和抛光金属表面,以提高其光洁度和抗腐蚀性能。在汽车制造和维修领...
2014-08-24 00:00:00

电子元器件的多样化和高性能化成为行业关注的重点。作为电子元件中的重要组成部分,瓷管电阻因其耐高温、稳定性强等优点应用于各种电子设备中。宏达电子作为国内知名的电子...
2015-11-15 23:35:30

光纤传感器和激光传感器是现代传感技术中常见的两种类型,在原理和应用上存在显著区别。光纤传感器主要利用光纤作为传感介质,能够对温度、压力、应变等物理量进行高精度的...
2013-01-26 00:00:00

贴片电阻在测量过程中阻值不断变化,这个问题很常见,通常由以下几个原因造成:接触不良: 探针与电阻焊盘接触不牢固是主要原因。轻微的移动或震动都会导致接触电阻变化,...
2024-11-29 10:25:41

贴片电阻,这种小巧的电子元件,在电路板中是重要的配件。学会读取表面的标识,对于电子爱好者和工程师来说很重要。别担心,其实并不复杂!大部分贴片电阻使用数字编码来表...
2024-11-29 10:25:50

电子发烧友网报道(文/吴子鹏)近日,麻省理工学院(MIT)的研究人员发表论文称,该团队开发出了一种无需电池、自供电的传感器,可以从环境中获取能量。由于它不需要必...
2024-01-24 00:05:00