40G PCB disaini ja marsruutimise juhend

1. Iseloomulik takistus

Prinditud mikroriba joon (pinnakiht): Z=65Ω ± 10%;

Prinditud ribaliin (sisemine kiht): Z=50Ω ± 10%; diferentsiaalkella ühe-otsaga maandustakistus: 50Ω, diferentsiaaltakistus: 100Ω.

2. Jälje laiuse soovitused: signaali jälgede laius=6 miili, jälje laius=4.5 miili raskesti-{-marsruutimiseks, toite/maajälje laius=15 miili või 30 miili olenevalt olukorrast.

3. Virnastamise soovitused: vaadake CS1999 võrdlusprojekti virnast. Plaadi paksus: 2,4 ± 0,2 mm. Soovitatav kihtide arv ei tohiks ületada 16-18.

4. BGA kiibi tihvtid: kasutamata kontaktide puhul hoidke võimalikult palju väljundi-väljundid, välja arvatud need, mis mõjutavad marsruutimist.

1. Toiteallika tüübid hõlmavad peamiselt järgmist:

• P48V/N48V, 5V (40A), 2V5 (22A), 1V2 (60A), 1V8 (10A), 3V3

(10A) ja 5V2N (3A), VDDQ, VTT ja VREF; need on digitaalsed toiteallikad.

• 3V3A, VCCTX_1/2, 1V2A_1/2: need on lineaarsete toitemoodulite poolt väljastatud analoogtoiteallikad.

2. 5V (40A), 2V5 (22A), 1V2 (60A), 1V8 (10A) ja 3V3 (10A) puhul arvestage toitemooduli väljundtihvtide ühendamisel toitejaoturi kihiga voolutaseme alusel läbiviikude voolutugevust.

Soovitatav on lisada vastavad täitetasandid mitmele signaalikihile vastavate kontaktide ümber ja seejärel kasutada kihtide ühendamiseks mitut läbipääsu, et suunata vool vastavasse toitekihti.

3. CS1999, FPGA ja optilistel moodulitel on mitu analoogtoiteallikat. Tavaliselt pakutakse neid lineaarsete toiteallikate või LC-filtrimise abil. Kõik analoogtoiteallikad nõuavad toite jagamist. Soovitatav on analoogvõimsuse jagamine: jagamine signaalikihile, kusjuures ülemine ja alumine külgnev kiht peavad olema signaali maanduseks.

Jagamist vajavad järgmised toiteallikad:

1) CS1999 analoogtoiteallikad:

STX0_VDD, STX1_VDD, SRX0_VDD, SRX1_VDD, HTX0_VDD, HTX1_VDD, HRX0_VDD,

HRX1_VDD, SFI5_VDD_DVR, HTX_VDD_DVR.

2) FPGA:

VCC_PLL_OUT1/2/3, VCCA_3V3_1, 2, VCCTX_1/2, 1V2A_1/2, VCCP_1/2.

3) Optilised moodulid: 5V, 3V3, 1V8, 5V2N ja muud analoogtoiteallikad saadakse LC-filtrimise kaudu. 4) ​​Muu: kõik toiteallikad pärast induktiivpooli L.

4. Kõik 1008PS induktiivpooli vooluavad peavad vastama 3A nõudele ja kõik teised 1A nõudele.

5. Maapealsed lennukid

See hõlmab signaali maandust ja šassii maandust.

Iga signaalikihi ümber tuleks asetada šassii alusplaat ja ühendada see vastava pistikupesaga.

6. Marsruutimise ajal tuleb kõigi LDO võimsuse muundamise kiipide (LT1963AEQ, LT1764EQ, LP3883ES) TAB-tasandid määratleda ja ühendada vastavate tasanditega. Soojuse hajumise vase pindala tuleks vastavalt suurendada ja lisada ka sümmeetriline vasktasapind tagaküljele (ala võib olla võimalikult suur, kui paigutus seda võimaldab). Ühendage need tasapinnad vastavate toite- või maandustasanditega läbi mitme läbipääsu, et hõlbustada soojuse hajumist. Iga kiibi TAB-tasandi määratlused on järgmised:

LT1963A/LT1764/LP3883: TAB=GND (maandus).

7. CS1999 toite ja maanduse eraldamise kohta vaadake hindamispaneeli tegelikke paigutusfaile.

1. Kujundage ja rakendage vastavalt loogikaskeemile. Lahtiühendamiskondensaatorid peaksid olema iga seadme jaoks ühtlaselt paigutatud. Väikesed -väärtuskondensaatorid tuleks asetada toitekontaktidele võimalikult lähedale ja suured-polaarsuskondensaatorid tuleks asetada kiibi ümber.

2. Mõlemal kahel FPGA-l on viis kontakti, K7/T7/Y4/AD7/AK7. Ühendage väline 2,00 kΩ takisti maandusega. Hoidke need jäljed teistest häireallikatest eemal. Kasutage maandusrõngast, et eraldada need jäljed teistest liinidest.

3. Üldised lahtisidumise kondensaatori ühendamise nõuded: Kondensaatori padja marsruut on järgmine:

1. Üldnõuded diferentsiaalsignaalidele:

• Diferentsiaalpaaride pikkused peavad olema rangelt vastavuses, maksimaalse veaga<10 mil. All signal lines, except those with length requirements, should be as short as possible.
• Differential pairs should be kept as close together as possible (but to ensure impedance, a 6 mil line width and 6/9 mil spacing is recommended). Spacing between them should be >15 mil, and spacing between them should be >30 milj.
• Diferentsiaalpaarid tuleks suunata samal kihil, et minimeerida läbipääsude ja kihtide muutusi (välja arvatud juhul, kui on ühendatud sobivad takistid, saavad kihte vahetada ainult lähte- ja sihtklemmid).
• Kui toitetasandid on poolitatud, ei saa samal toitetasandil külgnevad diferentsiaalsignaalid ületada vaheseinu.
• Sobivate takistitega otste jaoks on sobiva takisti ühendamise meetodid näidatud alloleval joonisel. Valige ühendamiseks üks järgmistest meetoditest.

Jäljepikkused peaksid samuti järgima diagrammi.

Jadakondensaatoritega diferentsiaalliinide puhul peavad diferentsiaalpaari kondensaatorid asetsema samale küljele (üldiselt klemmide lähedale) ja neil peavad olema sobivad jäljepikkused. Kui kasutate PECL-kellade jaoks vahelduvvooluühendust, ühendatakse allika väline takisti nii, nagu on näidatud alloleval joonisel.

2. Kella signaalid

• Diferentsiaalkellad

Sisaldab järgmisi signaale:

622M kellal on kolm paari: MSA_RXREFCLK_P/N, MSA_TXREFCLK_P/N ja CS1999_REFCLK_P/N.

156M kellal on kaheksa paari: IF_REFCLK1/2_P/N, XAUI_REFCLK1/2_P/N,

FPGA1/2_CORECLK_P/N ja CS1999_IL_REFCLK1/2_P/N.

Nende signaalide marsruutimise ja sobitamise nõuete kohta vt ülalt. Hoidke diferentsiaalkella jäljed teistest signaaliliinidest, eriti paralleelsetest, võimalikult kaugel. Iga diferentsiaalipaar ei pea olema teiste diferentsiaalipaaridega sama pikk, kuid maksimaalne pikkus ei tohi ületada 15 cm. Ühe-lõpuga LVTTL-kellasignaalid

Sisaldab järgmisi signaale: SRAM_CLK, TCAM_CLK

Need signaalid tuleks suunata võimalikult lühikeseks, tavaliselt alla 3 cm ja mitte pikemaks kui 5 cm. Seeria 25 oomi takisti peaks asuma võimalikult lähedal lähtekiibi (FPGA) kontaktile.

3. SFI5 liidese signaalid

Seda signaali kasutatakse kiireks{0}}andmeedastuseks (3,125G) optilise mooduli ja CS1999 vahel, sealhulgas nii vastuvõtu- kui ka edastamissignaale.

Signaalid on näidatud allolevas tabelis.

1) Kasutage vastavat alumist signaalikihti, et minimeerida tüvejälgede pikkust; kasutage marsruutimisel kaarte või 45-kraadiseid käänakuid.

2) Via reeglid: eemaldage kõigist sisemistest kihtidest kõik padjad (jätke ühenduskihile alles ainult padjad).

3) Vaadake üksikasjalikku marsruutimist ja parameetrisoovitusi CS1999 viitekujunduse paigutusfailidest.

4) Vältige vastuvõtmise ja edastamise diferentsiaalpaaride marsruutimist samal kihil.

4. Interlakeni liidese signaalid: neid signaale kasutatakse kiireks andmeedastuseks (3,125G) CS1999 ja FPGA vahel. Nagu SFI5, hõlmavad need kahte rühma: vastuvõtt ja edastamine. Signaalid on näidatud allolevas tabelis.

Marsruutimise teabe saamiseks vaadake SFI5 signaali marsruutimise nõudeid.

5. XAUI signaalid

Kasutatakse kiireks{0}}signaali edastamiseks FPGA ja tagaplaadi ZD-pesa vahel.

1) ZD pesaga ühendatud jälje pikkus peaks olema<5" (including the total length of the traces at both ends of the series capacitor). The actual trace length should be as short as possible to minimize backplane trace length control. There are eight groups of signals:

LINE0_XAUI_RXDAT_P/N_<3.0>on 4-paariline 3,125G diferentsiaalsignaal;

LINE1_XAUI_RXDAT_P/N_<3.0>on 4-paariline 3,125G diferentsiaalsignaal;

LINE0_XAUI_TXDAT_P/N_<3.0>on 4-paariline 3,125G diferentsiaalsignaal;

LINE1_XAUI_TXDAT_P/N_<3.0>on 4-paariline 3,125G diferentsiaalsignaal;

LI NE2_XAUI_RXDAT_P/N_<3..0>on 4-paariline 3.125G diferentsiaalsignaal.

LINE3_XAUI_RXDAT_P/N_<3..0>on 4-paariline 3.125G diferentsiaalsignaal.

LINE2_XAUI_TXDAT_P/N_<3..0>on 4-paariline 3.125G diferentsiaalsignaal.

LINE3_XAUI_TXDAT_P/N_<3..0>on 4-paariline 3.125G diferentsiaalsignaal.

2) Iga diferentsiaalliini paari pikkuse tolerants peaks olema väiksem kui 10 miili. Iga nelja paari ei pea olema võrdse pikkusega, kuid tolerants peaks olema minimaalne ja pikkus võimalikult lühike.

3) Marsruutimise kohta vaadake SFI5 signaali marsruutimise nõudeid.

6. 700M LVDS-signaali

Kasutatakse kiireks{0}}signaali edastamiseks kahe FPGA vahel. Sisaldab nelja järgmist rühma:

Vastuvõtmise ja edastamise diferentsiaalpaare ei tohiks suunata samal kihil. Muud diferentsiaalliinid peaksid järgima üldisi nõudeid.

7. HSTL signaalid

U1 (NL3300) ja IC2 ühendavad signaalid on HSTL-1 signaalid, mis töötavad umbes 200 MHz. Palun suunake need vastavalt üldistele HSTL-i marsruutimise nõuetele.

1) Kahesuunaliste signaalide TCAM_DBUS[0:71] ja ühesuunaliste signaalide CAM_CLK ja TCAM_IBUS 50 Ω lõpptakistid tuleks asetada U1-le võimalikult lähedale ning nende lülijooned peaksid olema võimalikult lühikesed. Nagu on näidatud alloleval joonisel, on soovitatav järgida marsruutimist (a). Kui marsruutimine on keeruline, järgige marsruutimist (b), hoides lõpptakisti haru pikkus ning replikatsioonipunkti ja U1 viigu vaheline kaugus võimalikult lühikesena.

2) Järgmised signaalirühmad peavad olema võrdse pikkusega, veaga<100 mil:

TCAM_CLK, TCAM_CLKO, TCAM_IBUS[7:0], TCAM_DBUS[71:0], TCAM_HITACK,

TCAM_VALID, TCAM_RDACK

3) VTT filtri kondensaatorid CP1 kuni CP10 peaksid olema ühtlaselt jaotunud otstakistite ümber.

8. 100M Etherneti signaalid

1) Järgmised on diferentsiaalsignaalide paarid, millel on samad marsruutimisnõuded kui üldistel diferentsiaalsignaalidel.

100M_RD+/-, 100M_TD+/-, BACK_100M_TD+/-, BACK_100M_RD+/-, 100M_TX+/-,

100M_RX+/-, RJ_100M_TD+/-, RJ_100M_RD+/-.

2) Järgmised signaalid ei ole diferentsiaalsignaalid, kuid iga rühm peab olema võrdse pikkusega:

MII_TX_CLK, MII_TXD<3.0>, ja MII_TXEN on rühmitatud koos veaga<1cm.

MII_RX_CLK, MII_RXD<3.0>, MII_RXEN, MII_RXER, MII_RX_CRS ja MII_RX_COL on rühmitatud koos veaga<1cm.

9. Külgmise skaneerimise signaali marsruutimine

a) TMS signal routing direction: Side Scan 2x5 socket -> FPGA1 (IC3) ->FPGA2 (IC4)

b) TCK signaali marsruutimise suund on sama, mis TMS.

10. Juhtsiini signaalid:

Sisaldab LOCAL_AD[31:0], LOCAL_ACK, LOCAL_RW, LOCAL_RDY, LOCAL_STB ja LOCAL_ALE.

Ühendage kõik bussirühmad järk-järgult{0}}ketti.

11. Muud andmesiini signaalid:

Kõigi teiste grupeeritud siinisignaalide puhul, mida ei ole eespool mainitud, veenduge, et iga siinirühm ei erineks oluliselt (säilitab sama suurusjärgu) ja on võimalikult lühikese pikkusega.

Paneelil kuvamiseks nõutavad indikaatorid hõlmavad kolme toite- ja süsteemi olekuindikaatorit ning kolme 40G liidese olekuindikaatorit.

Näidikute suhtelised asukohad paneelil on näidatud alloleval joonisel.

Vastav seos paneeli indikaatortulede ja loogikaskeemi LED-ide vahel on järgmine:

Palun asetage märgutuled vastavalt ülaltoodud suhtelistele asukohtadele ja vastavatele seostele.