Tata letak PCB Quad SPI

Saya mencoba membuat tata letak yang baik untuk memori flash Quad SPI NOR MT25QL256ABA1EW9-0SIT dengan MCU STM32. Masalah saya adalah bahwa saya menemukan pinout chip memori yang cukup nyaman. Saya telah berhasil menukar pin di sisi MCU dengan cara agar sinyal berada bersebelahan tetapi masih sulit. Mengikuti panduan tata letak Micron Quad spi yang saya berhasil:

Tidak membagi bidang tanah yang mendasarinya (ini adalah 2 lapisan PCB),
Jadikan sinyal jam pendek dan mungkin dengan sedikit menekuk,
Jangan gunakan VIAS untuk perutean sinyal

Namun, saya tidak berhasil:

Simpan impedansi yang masuk akal dengan menghitung striplines (sebenarnya tidak ada banyak ruang dan banyak sinyal)
Jaga agar panjang sinyal tetap sama.

Berikut tata letaknya:

Setelah memperbesar gambar, seseorang dapat melihat nama-nama bersih pada bantalan chip memori. Saya ingin meminta pendapat Anda bahwa desain ini cukup untuk transfer jam hingga 80 Mhz. Untuk tujuan perbandingan, bentuk merah muda tempat chip berada adalah 18 x 8 mm. Tumpukan poligon GND disimpan untuk visibilitas. Saya akan menghargai semua bantuan.

pcb stm32 spi layout high-speed Łukasz Przeniosło
sumber

Apakah lapisan bawah adalah tanah penuh? Bisakah Anda menambahkan tangkapan layar tuangkan atas juga?

Mike

Bukankah lebih baik memutarnya untuk mendapatkan panjang sinyal yang lebih sama? Tidak perlu menempatkan pin pasokan dengan tutup di antara chip - ruang yang bisa digunakan untuk mencocokkan panjang.

Araho

Bahwa melalui antara dua topi itu agak aneh ... Apakah kamu lolos begitu saja?

Sean87

Saya menghapusnya. Ingin membuat gnd melalui tapi itu untuk menutup.

Łukasz Przeniosło

Jawaban:

Untuk FR4, menggunakan epsilon efektif 3,25 kita mendapatkan panjang gelombang dari sinyal 80 MHz di PCB pada 80 dengan menghitung

panjang gelombang = (c / f) * (1 / sqrt (epsilon)) = (300000000 m / s / 80000000 1 / s) * (1 / sqrt (3,25) = 2,06 meter.

Menggunakan 1/16 dari panjang gelombang sebagai "batas aman" di bawah ini kita tidak perlu khawatir tentang refleksi dan waktu sinyal relatif, itu

safe_length = (1/16) * panjang gelombang = 2,06 / 16 = 12,8 sentimeter = 5 inci.

Jejak sinyal Anda jauh di bawah batas itu. Perutean Anda cukup baik.

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

PkP
sumber

Namun masih ada pertimbangan crosstalk. Haruskah saya membuat lebih banyak ruang di antara jejak secara sengaja?

Łukasz Przeniosło

Ngomong-ngomong, Anda sebaiknya tidak hanya mempertimbangkan fundamental dari frekuensi clock. Pendekatan yang lebih konservatif akan mempertimbangkan tepi naik / turun cepat, yang mungkin 1-3 ns ... yaitu pada frekuensi yang jauh lebih tinggi.

next-hack

Saya pikir tidak perlu overengineer. Namun Anda melihatnya, peruteannya jauh di bawah batas RF pada 80MHz dan masalah apa pun mungkin bukan karena perutean, lebih mungkin dengan tata letak bantalan atau sesuatu seperti itu. Cukup bagus, cukup bagus. Saatnya beralih ke masalah berikutnya. :)

PkP

Dari sudut pandang topologi Anda mungkin ingin mempertimbangkan untuk memutar chip SPI Flash 90 derajat ke kiri (berlawanan arah jarum jam) seperti di bawah ini. Ini akan cenderung meratakan panjang rute alami dan memungkinkan beberapa kemungkinan untuk mencocokkan panjang ke MCU.

Michael Karas
sumber

Sepertinya NCS dan CLK salah diartikan, tetapi sisa jawabannya tetap.

Ignacio Vazquez-Abrams

@ IgnacioVazquez-Abrams - Saya baru saja membalik label sebelah kanan. Diperbaiki sekarang.

Michael Karas

Terima kasih atas jawabannya. Saya mencoba melakukannya dengan cara ypu mendeskripsikan tetapi saya memiliki sinyal jam yang lebih tertekuk. Apakah lebih penting untuk menjaga panjang jejak dalam panjang yang sama? Sisi bawah tidak dirancang hanya untuk gnd, ini adalah lapisan sinyal tetapi saya bermaksud bot untuk menempatkan jejak di bawahnya

Łukasz Przeniosło

Flash SPI modern yang lebih besar memiliki panel termal di bawah chip, saya akan menggunakannya dan menghindari routing melalui itu jika memungkinkan.

PkP

Ya saya memiliki panel termal yang sedang dipertimbangkan

Łukasz Przeniosło