亂用“端接”,信號撲街

來源:一博科技 時間:2020-6-12 類別:微信自媒體

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作者 | 姜杰(一博科技高速先生團隊隊員)

殘陽收盡最后一抹余暉,暮色四合,與天色一起暗淡下來的還有雷工的心情:因為自己信心滿滿設計的時鐘端接不僅沒有改善信號質量,反而拖了后腿。事情還要從高速先生最新的一期短視頻說起。
 
話說,高速先生隊長果然魅力非凡,一個淺顯易懂的比喻就把端接的基本原理講解的清清楚楚。

端接匹配的話題引起了雷工的興趣,看完視頻意猶未盡,自己還抽空把幾種常見的端接重新都學習了一遍。機會是留給有準備的人,雷工在隔天的Layout設計中就遇到了表現的機會。
 
數據速率為2400Mbps的DDR3信號,地址及時鐘走線拓撲為一拖四、fly-by。在處理差分時鐘的時候,雷工在原理圖上看到的除了端接電阻,還有一個并聯在差分信號P/N中間的電容。
如果這個電容早兩天出現,雷工估計還要糾結放在鏈路的哪個位置,可是,對于認真學過端接的他而言,這已經不再是問題,有端接電阻R,又出現電容C,可不就是終端RC端接嘛!明明需要放在一起,硬件攻城獅還要分開畫圖,簡直多此一舉,雷工毫不猶豫的把這個電容放在差分時鐘的末端。走線完成之后發給高速先生仿真,雷工洋洋自得,坐等PASS。
 
高速先生帶來了一好一壞兩個消息,好消息是雷工設計的時鐘“端接”起了作用,雷工的笑容開始綻放;壞消息是,“端接”起了副作用,拖垮了時鐘信號,雷工的笑容僵在了臉上。于是出現了文章開頭那略顯傷感的一幕。
 
高速先生沒有讓雷工獨自凌亂,而是幫他仔細分析了問題。關鍵就在于雷工所謂的“端接電容”并非RC端接的一部分,其實,它的主要作用是通過減緩驅動信號的上升沿從而減小源端反射,應該靠近驅動芯片布局,通常用于驅動較強的芯片。所以,雷工需要做出的修改也很簡單,就是把該電容由末端調整至驅動端。關于這個電容,高速先生稱之為“差分電容”,之前也有專門的文章介紹過。
 
那么,雷工本來想用來炫技的RC端接正確的打開姿勢又是怎樣的呢?RC端接,又稱AC端接,常用于傳輸直流平衡信號的鏈路。對于單端信號,RC端接方式是在傳統的末端并聯端接的基礎上增加了一個電容,最大的優點就是直流功耗較小,同時也會避免傳統并聯端接高電平被拉低或者低電平被抬高的現象。


對于差分信號的RC端接,通常是在T型端接的基礎上增加一個隔直流電容,有些設計也會把R2省掉。
 

無論是單端信號,還是差分信號,RC端接中的“C”都是為了切斷直流通路,而雷工遇到的并聯在差分時鐘P/N中間的電容顯然不在此列。一番解釋之后,雷工豁然開朗,最終,按照仿真建議將差分電容從終端調整到驅動端,時鐘波形隨之改善,并滿足了SPEC要求。問題解決后,雷工心頭的陰霾一掃而空,反思這次教訓,理論沒吃透就貿然行事,結果鬧了笑話,更覺自己的進階之路任重而道遠。


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