Проектирование принципиальных схем и печатных плат в программной среде Mentor Graphics PADS 9.5.
Часть 7. Использование средств LineSim для определения причин нарушений и нахождения решений проблем целостности сигналов высокоскоростных печатных плат

Все статьи цикла

Введение

Основной чертой развития цифровой техники в последние годы является повышение быстродействия. Этот факт ставит перед разработчиком электронных устройств ряд новых задач. Широкий спектр эффектов электромагнитной природы в межсоединениях печатной платы, который можно было не учитывать в проектах электронных средств предыдущего поколения, стал ключевым фактором для обеспечения правильного функционирования и высокой производительности перспективных цифровых систем. В современных условиях проблема взаимосвязи таких параметров, как быстродействие, потребляемая мощность, целостность сигналов, электромагнитная совместимость (ЭМС) и надежность, столь же актуальна, как и задача снижения площади кристалла для устройств предыдущего поколения.

Целостность сигнала стала необходимым требованием нормальной работы любого высокоскоростного цифрового устройства. Если не позаботиться об основных проблемах, связанных с целостностью сигнала (звон, перекрестные помехи, дребезг «земли» и помехи по питанию), типичная высокоскоростная аппаратура откажется нормально функционировать уже на стадии макетирования или, что еще хуже, будет непредсказуемо либо ненадежно вести себя в эксплуатации.

Измерения целостности сигнала стали важнейшим этапом разработки цифровых устройств. В современных быстродействующих системах малая ошибка, например, на шине контроллера данных может распространиться на всю систему и вызвать сбои на последовательной шине ввода/вывода. На разработчиках лежит ответственность за обнаружение и устранение подобных проблем во всей системе. Для этого нужен комплект мощных измерительных приборов с полосой частот и функциями автоматизации, позволяющими устранять искажения высокоскоростных сигналов. В число этих средств входят цифровые осциллографы, логические анализаторы, высококачественные пробники и программное обеспечение для анализа. Новейшие средства измерения, в частности прижимные пробники с высокой плотностью контактов, программное обеспечение для обнаружения джиттера (дрожания фронтов), объединенный просмотр данных логического анализатора и осциллографа, предназначены для того, чтобы помочь разработчику в выявлении неполадок, связанных с нарушением целостности сигнала.

Очевидно, что новые задачи, стоящие перед проектировщиками печатных плат, не могли не найти отражения и в развитии систем автоматизированного проектирования (САПР). Mentor Graphics PADS представляет собой пакет специализированных модулей, которые охватывают все этапы разработки печатных плат. В составе системы имеется модуль анализа высокоскоростных печатных плат HyperLynx, в который входит программа предтопологического анализа LineSim.

Предтопологический анализ включает предварительное исследование системы на наличие в ней проблем с целостностью сигналов, то есть исследование, которое проводится в то время, когда еще не известны точные геометрические размеры системы и точное взаимное расположение компонентов системы. Для проведения такого анализа в САПР предусмотрен набор стандартных элементов: линии передачи, разъемы, сосредоточенные элементы (конденсаторы, катушки индуктивности, резисторы), переходные отверстия и так далее. Обычно предтопологический анализ выполняют для поиска проблем целостности сигналов в корпусах и печатных платах.

LineSim можно использовать для анализа цепей на целостность сигналов, перекрестные помехи и электромагнитную совместимость, что поможет еще до начала проектирования топологии оценить, как будут вести себя сигналы на плате. Данная программа позволяет представить печатный узел в виде эквивалентной схемы, микросхемы и дискретные элементы которой представляются соответствующими IBIS-моделями, а печатные проводники на плате — моделями линий передачи. Библиотеки компонентов LineSim содержат тысячи моделей.

LineSim позволяет нарисовать электрическую схему, задать параметры передающих линий и моделей компонентов схемы и запустить моделирование распространения сигнала. Располагая этим мощным средством, специалисты способны быстро обнаруживать сбои и прослеживать их вплоть до их источника. До недавних пор незамеченные нарушения целостности сигнала часто становились причиной задержки графика выпуска новых цифровых устройств и источником нарушений их надежности. Теперь разработчики располагают средствами решения самых сложных проблем, связанных с целостностью сигнала.

Причины нарушения целостности сигналов на печатных платах быстродействующих устройств

Целостность сигналов — это наличие достаточных для безошибочной передачи качественных характеристик электрического сигнала. Нарушение целостности сигнала неблагоприятно влияет на его способность к передаче двоичной информации.

В цифровых устройствах двоичным сигналам присущи аналоговые атрибуты, обусловленные сложным взаимодействием многочисленных элементов схемы. Очевидно, что форма аналогового сигнала может быть изменена из-за воздействия шумов, нелинейных искажений, перекрестных помех, отражений и т. п. При передаче сигналов на короткие (в смысле электрической длины) расстояния и при низкой информационной скорости указанные эффекты никак не сказываются на достоверности передаваемой и принимаемой информации. При увеличении скорости или длины тракта передачи (то есть электрической длины) различные эффекты могут исказить сигнал до такой степени, что передаваемая информация будет принята с ошибками.

Основные проблемы, связанные с целостностью сигнала:

• нарушения амплитуды (рис. 1а). В число нарушений амплитуды входят звон (колебания), спад вершины (уменьшение амплитуды в начале импульса) и уменьшение амплитуды по всей длине импульса;
• искажения фронтов (рис. 1б). Искажения фронтов могут быть вызваны неудачной топологией печатной платы, неправильным согласованием или даже применением некачественных полупроводниковых устройств. В число искажений фронта входят выбросы, скругленный фронт, звон, затянутый фронт и другие искажения;
• нестабильность фронтов (рис. 1в). Нестабильность фронтов возникает, когда в цифровом сигнале происходят малые смещения фронтов от цикла к циклу. Это может повлиять на точность соблюдения временных соотношений и синхронизации в цифровых системах;
• отражения (рис. 1г). Они могут появиться вследствие неправильного согласования и неудачной топологии печатной платы. Исходящий сигнал отражается в направлении источника и накладывается на следующие импульсы;
•  перекрестные помехи (рис. 1д). Возникают, когда длинные проводники проходят рядом; это приводит к связи между ними через взаимную емкость и индуктивность. Кроме того, значительные токи и резкие фронты приводят к увеличению уровня электромагнитного излучения и, следовательно, перекрестных помех;
• колебания в шине заземления (рис. 1е). Такие колебания, вызванные избыточным током (или сопротивлением источника питания и возвратных путей по заземлению), могут привести к смещению опорного уровня схемы при протекании больших токов.

Рис. 1. Основные проблемы, связанные с целостностью сигнала:
а) нарушения амплитуды;
б) искажения фронтов;
в) нестабильность фронтов;
г) отражения;
д) перекрестные помехи;
е) колебания в шине заземления

При увеличении тактовой частоты опознание и решение проблемы целостности сигнала становится более трудным. Именно включение новых правил проектирования, технологий и методов анализа позволяет добиться высокого качества продукции и выполнить работу в более короткие сроки. Непосредственные наблюдения и измерения сигнала — единственный способ найти причины неполадок, связанных с нарушением целостности сигнала.

При проектировании высокоскоростных цифровых устройств, в отличие от цифровых устройств, действующих на низкой рабочей частоте, особое значение приобретает учет характера пассивных элементов цепи, в том числе соединительных проводов, печатных плат и корпусов интегральных схем, которые являются элементами конструкции цифрового устройства. На низких рабочих частотах эти конструктивные элементы не оказывают заметного влияния на функционирование схемы. С повышением рабочей частоты они начинают непосредственно влиять на электрические характеристики схемы. По мере увеличения частоты проводимость дорожек на печатной плате приобретает сложный характер. На низких частотах (например, тактовых частотах старых систем) сопротивление дорожки преимущественно активное. По мере роста частоты начинает сказываться емкость дорожки. На самых высоких частотах сильнее проявляется индуктивность дорожки. Все эти характеристики могут неблагоприятно влиять на целостность сигнала.

На тактовых частотах более 100 МГц важное значение имеют такие конструктивные особенности, как:

• распределение тактовых сигналов;
• очертания проводящих дорожек;
• ответвления;
• пределы допустимого шума;
• импедансы и нагрузки;
• влияние линий передачи;
• возвратные токи сигналов;
• согласование;
• развязки;
• распределение питания.

Они влияют на целостность цифровых сигналов тактирования и данных, распространяющихся в системе. Идеальный цифровой импульс составляет единое целое по времени и амплитуде. На нем нет искажений и нестабильности фронтов, его переходы быстрые и четкие. По мере увеличения быстродействия системы поддерживать идеальные характеристики сигнала становится все труднее. Поэтому сохранение целостности сигнала становится жизненно важной проблемой. Время нарастания импульса может быть удовлетворительным при тактовой частоте системы 50 МГц, но недостаточно быстрым для частоты 500 МГц и более.

Значение целостности сигнала возрастает по мере того, как в цифровых системах все чаще применяются гигабитные скорости передачи данных. Также на целостность цифрового сигнала влияют проблемы временного согласования. Инженеры, работающие над новыми цифровыми системами, как правило, сталкиваются с проблемами целостности сигналов в цифровой форме. Иначе говоря, двоичные сигналы на шинах или выходах устройства приобретают неверные значения. Ошибку можно заметить на осциллограмме (при измерении временных соотношений) в логическом анализаторе; она может проявиться и на уровне состояний и даже на уровне протокола. Следует помнить, что всего один неправильный бит способен оказать самое серьезное влияние на оператор программы или переход.

Самые разные причины вызывают искажения цифрового сигнала. Особенно распространены причины, связанные с временными соотношениями. Многие неполадки цифровой техники легче обнаружить, если есть возможность глубоко изучить поведение сигнала и исследовать аналоговое представление цифрового сигнала со сбоями. Причина неполадки, проявляющейся в виде смещенного цифрового импульса, может скрываться в его аналоговых характеристиках, которые могут вызвать цифровые сбои, когда сигналы с низкой амплитудой преобразуются в неверные логические состояния или когда импульсы сдвигаются во времени из-за затянутого фронта нарастания.

Целостный цифровой сигнал должен иметь четкие и быстрые переходы, стабильные и четкие логические уровни, точные соотношения во времени, а кроме того, в нем не должно быть переходных процессов. Создание и поддержание полных и нетронутых сигналов в цифровых системах становится все более затруднительным. Сохранение целостности цифровых сигналов стало настоятельной необходимостью для разработчиков систем. Просмотр потока цифровых импульсов одновременно с аналоговым представлением этих импульсов — первый шаг при поиске подобных неисправностей.

Выявление нарушений целостности сигналов и причин их возникновения при помощи средств LineSim

Определив причины нарушений целостности сигналов, можно уменьшить риск их возникновения. В LineSim есть возможность выполнить моделирование:

• одиночной цепи (что позволяет быстро определить задержку и сдвиг между приемниками этой цепи, повышающий выброс, понижающий выброс и звон, ЭМС для этой цепи);
• двух цепей одновременно (что позволяет быстро определить задержку и сдвиг на каждой цепи, сдвиг между приемниками на разных цепях, повышающий выброс, понижающий выброс и звон для каждой цепи);
• более двух цепей одновременно (что позволяет быстро определить сдвиг, повышающий выброс и понижающий выброс для приемников в каждой цепи, сдвиг между приемниками на разных цепях).

Определение проблем начинается с моделирования единичной цепи при помощи виртуального осциллографа, что позволяет обнаружить следующие проблемы целостности сигналов: повышающий выброс, понижающий выброс, звон, сдвиг между приемниками, задержку распространения сигнала. При проверке одной цепи есть возможность запустить моделирование спектра электромагнитного излучения. При помощи антенного зонда можно проверить ЭМС. С помощью токового зонда удается получить спектр токов на любом выводе. Это бывает полезно для определения текущих причин возникновения проблем ЭМС.

Эффекты наводок, повышающий выброс и временные параметры на цепи-«жертве» требуют совместного моделирования цепи-«жертвы» и одного или нескольких «агрессоров». Цепь-«жертва» может также быть «агрессором», поэтому важно моделировать цепи совместно. В таблице представлены возможные нарушения целостности сигналов и причины их возникновения, а также инструменты программы LineSim, которые используются для определения соответствующего нарушения.

Выявление выбросов при помощи виртуального осциллографа

Зачастую причиной периодически возникающих неполадок в работе устройства служат сигналы, которых в данном месте быть не должно, их называют «глитчи», или «выбросы». Выброс представляет собой искажение аналогового сигнала, который на короткое время становится выше, а затем ниже логического порога, создавая высокий логический уровень, существующий достаточно долго для того, чтобы возник выброс.

Для определения такого рода нарушений в LineSim применяется виртуальный осциллограф Digital Oscilloscope, одной из наиболее важных особенностей которого является возможность зарегистрировать однократное событие. Digital Oscilloscope предназначен для регистрации аналоговых характеристик исследуемых сигналов. Он может отображать прямоугольный сигнал, нестационарный выброс или синусоидальный сигнал. Полученный аналоговый сигнал отображается на экране графического дисплея виртуального осциллографа и показывает истинную природу выброса. На основе наблюдения и измерения полученного сигнала инженер определяет и устраняет причину нарушения. К примеру, причина появления выбросов может заключаться в том, что расположение элементов платы в области линии сигнала допускает появление отражений от концов линии при увеличении скорости фронта. Изменение расположения элементов позволит устранить это нарушение.

Открыть лицевую панель виртуального осциллографа в LineSim (окно Digital Oscilloscope — рис. 2) можно командой основного меню Simulate SI/Run Interactive Simulation (SI Oscilloscope) или нажатием на одноименную кнопку панели инструментов LineSim. В верхней левой части окна расположен графический дисплей, предназначенный для графического отображения формы сигнала. Также прибор оснащен двумя курсорами для проведения измерений во временной области, каждый из которых можно установить, щелкнув левой кнопкой мыши в области графического дисплея. Третий щелчок удаляет курсоры. В правой нижней части окна находятся четыре ручки управления, предназначенные для настройки отображения измеряемого сигнала. Более подробно работа с виртуальным осциллографом LineSim была рассмотрена в [7].

Рис. 2. Лицевая панель виртуального осциллографа Digital Oscilloscope программы LineSim

Перед запуском моделирования нужно установить зонды. Если установка зондов не выполнена разработчиком, то система автоматически использует первые шесть выводов компонентов из возможных. Зонды можно установить на любой вывод компонента. Все возможные точки зондирования отображаются в поле Probes окна Show лицевой панели виртуального осциллографа. После установки зондов задаются входные условия моделирования и значения отображения симулятора.

Для примера рассмотрим модель линии передачи (рис. 3) со следующими параметрами (создание схемы в LineSim было подробно рассмотрено в [7]):

• буферы ввода/вывода выполнены по технологии CMOS, 3,3 В, FAST;
• линия передачи одиночная; длина линии 15,24 см, волновое сопротивление 81,3 Ом, время задержки сигнала 850 пс.

Рис. 3. Модель одиночной линии передачи длиной 15,24 см и со временем задержки сигнала 850 пс

Установим следующие параметры осциллографа:

• Edge (фронт): Falling edge (задний фронт);
• IC modeling (передатчик сигнала): Slow-Week (медленный слабый).

Настроим отображение измеряемого сигнала:

• поле Vertical Scale (величина деления по оси Y): 1В/div;
• поле Horizontal Scale (величина деления по оси Х): 1nsec/div.

Запуск моделирования производится нажатием на кнопку Start Simulation в верхнем правом углу окна Digital Oscilloscope. На рис. 4а показан результат моделирования. Для определения значений понижающего/повышающего выброса необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши по самой низкой/высокой точке выброса. Полученные значения будут отображены в поле Cursors на лицевой панели осциллографа, при этом на кривой отобразятся маркеры курсоров.

Рис. 4. Выявление выбросов при помощи виртуального осциллографа:
а) задний фронт, длина линии передачи 15,24 см;

Повторим моделирование, используя передний фронт. Для этого установим на лицевой панели осциллографа переключатель в позицию Edge (фронт): Rising edge (передний фронт). Результаты моделирования показаны на рис. 4б. Полученные значения понижающего/повышающего выброса отображены в поле Cursors на лицевой панели осциллографа. Согласно техническим условиям повышающий выброс не должен превышать значение 1 В, а понижающий — значение 0,5 В как для переднего, так и для заднего фронта. В обоих случаях технические условия для этого проекта нарушены.

Рис. 4. Выявление выбросов при помощи виртуального осциллографа:
б) передний фронт, длина линии передачи 15,24 см

На основании таблицы можно сделать предположение, что причиной нарушения может быть длинная цепь, быстрый фронт или несовпадение импеданса. Изменим длину линии передачи до 2 см и проведем повторное моделирование, результаты которого представлены на рис. 4в (Edge: Falling edge) и 4г (Edge: Rising edge). Для того чтобы изменить длину линии передачи, необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши на ее символе на схеме и в открывшемся окне Edit Transmission Line (рис. 5) на вкладке Values в поле Length ввести необходимое значение. При этом электрические свойства передающей линии автоматически рассчитываются и отображаются в поле Electrical properties. Как видно из рис. 4в и рис. 4г, в обоих случаях нарушение было устранено.

Рис. 4. Выявление выбросов при помощи виртуального осциллографа:
в) задний фронт, длина линии передачи 2 см;
г) передний фронт, длина линии передачи 2 см

Рис. 5. Диалоговое окно Edit Transmission Line

Оценка электромагнитной совместимости при помощи виртуального анализатора спектра

С увеличением быстродействия интегральных микросхем инженеры вынуждены уделять все больше внимания проблемам электромагнитной совместимости. ЭМС рассматривает электромагнитные поля, распространяющиеся от передающей линии в пространство. Плата не удовлетворяет требованиям ЭМС, если максимальное электромагнитное излучение превышает нормы ЭМС на любой частоте. Электромагнитное излучение зависит от характеристик передающих линий трасс и скорости фронта передатчика, наибольшие значения будут получены для длинных трасс и передатчиков с быстрыми фронтами. Также оно зависит от расстояния до слоя металлизации. Размещение трасс на внутреннем слое между слоями металлизации уменьшает электромагнитное излучение. Проблемы ЭМС можно решить, укорачивая трассы или размещая проблемные трассы между слоями металлизации. Для оценки ЭМС от трасс схемы в LineSim можно использовать анализатор спектра.

Открыть лицевую панель виртуального анализатора спектра в LineSim (окно Spectrum Analyzer, рис. 6) можно командой основного меню Simulate SI/Run Interactive EMC Simulation (Spectrum Analyzer) или нажатием одноименной кнопки панели инструментов LineSim. Перед запуском моделирования нужно установить зонды. Для этого необходимо нажать кнопку Set в поле Probe лицевой панели анализатора спектра. В нашем примере используется антенный зонд.

Рис. 6. Лицевая панель виртуального анализатора спектра Spectrum Analyzer программы LineSim

Установим следующие параметры в окне Spectrum Analyzer:

• Freq (частота): 50 МГц;
• Duty cycle (рабочий цикл): 55%;
• IC modeling (передатчик сигнала): Fast-Strong (быстрый сильный);
• Regulations (выбор норм ограничений): FCC.

Настроим отображение измеряемого сигнала. Для чего в поле Display установим переключатель в позицию Show new и установим флажок в чекбоксе Auto scale, чтобы отобразить в центре окна дисплея самую высокую вершину. Более подробно настройка параметров виртуального анализатора спектра была рассмотрена в [7]. Запуск моделирования производится посредством нажатия на кнопку Start Simulation в верхнем правом углу лицевой панели анализатора спектра.

Необходимо сказать, что в нашем примере рассматривается модель линии передачи (рис. 7) со следующими параметрами:

• буферы ввода/вывода выполнены по технологии CMOS, 3.3V, FAST;
• линия передачи одиночная; длина линии 12 см, волновое сопротивление 81,3 Ом, время задержки сигнала 669,9 пс.

Рис. 7. Модель одиночной линии передачи длиной 12 см и со временем задержки сигнала 669,9 пс

На рис. 8а показан результат моделирования, который отображается в двух окнах дисплея. Верхнее окно Mini oscilloscope display показывает токовую кривую передатчика в линейном масштабе. Нижнее окно Spectrum display показывает спектр ЭМС в логарифмическом масштабе. При этом выбранные нормы отображаются в виде линий ограничений на дисплее Spectrum display, налагаясь на спектр моделированного излучения. Как видно из рисунка, в рассмотренном примере есть нарушение норм FCC (максимальное электромагнитное излучение превышает нормы ЭМС), а это означает, что плата не удовлетворяет требованиям ЭМС.

Рис. 8. Оценка электромагнитной совместимости при помощи виртуального анализатора спектра:
а) длина линии передачи 12 см, передатчик сигнала Fast-Strong (быстрый сильный);
б) длина линии передачи 5 см, передатчик сигнала Slow-Week (медленный слабый)

На основании таблицы можно сделать предположение, что причиной нарушения может быть длинная цепь, быстрый фронт или несовпадение импеданса. Изменим длину линии передачи до 5 см, а затем установим значение поля IC modeling в позицию Slow-Week (медленный слабый) и повторим анализ ЭМС, результаты которого представлены на рис. 8б. Как видно из рисунка, нарушение устранено. По результатам выполненного моделирования можно определить, что причина нарушения норм ЭМС заключалась в использовании длинной линии передачи и быстрого передатчика сигнала.

Решение проблем целостности сигналов при разработке быстродействующих устройств

С наступлением эры субмикронных и нанометровых технологий интегральные схемы стали работать на высоких частотах и потреблять большой ток и мощность при меньших напряжениях питания. Это привело к более активному проявлению эффектов индуктивного и емкостного характера (как на уровне корпусов микросхем, так и на печатных платах), которые неблагоприятно влияют на способность сигнала к передаче двоичной информации.

Существуют следующие решения этой проблемы:

• высокая скорость фронта передатчика увеличивает риск возникновения проблем целостности сигналов, перекрестных помех и ЭМС, поэтому применение микросхем с меньшей скоростью фронта и увеличение мощности передатчика может решить проблемы качества сигнала;
• изменение трассировки цепей, или характеристик передающих линий трасс, помогает в решении проблем с задержкой и сдвигом сигнала. Создание цепи меньше критической длины уменьшает звон, наводку и проблемы ЭМС;
• применение согласующих компонентов, не исполняющих какой-либо логической функции, требуется для согласования длинных цепей с быстрыми передатчиками. Если такое согласование необходимо, обычно используется последовательный резистор между передатчиком и передающей линией. Это уменьшает ток в передающей линии. На конце приемника энергия, пришедшая по передающей линии, отражается обратно к передатчику. Это приводит к удвоению напряжения из-за отражения сигнала, и, как результат, сигнал на приемнике переходит логический порог. Компоненты согласования должны быть размещены как можно ближе к ассоциированным передатчикам или приемникам.

В настоящее время во всем мире широкое распространение получили методы синтеза схем, когда выбор соответствующих компонентов схемы осуществляется с помощью программных инструментов. Компьютерная симуляция характеристик EMC может проводиться во временной или частотной области. Картина, полученная во временной области, позволяет оценить целостность сигналов, то есть крутизну фронтов, наличие выбросов/провалов или звона при передаче сигналов. Результаты компьютерного моделирования помогают выявить слишком длинные соединительные проводники и несогласованность импедансов.

Улучшение EMC-характеристик электронных устройств может быть достигнуто следующими мерами: ограничением крутизны фронтов импульсов при переключении транзисторов и логических элементов, а также размещением дополнительных источников заряда (конденсаторов) в непосредственной близости от переключаемой логической схемы. Уменьшать крутизну фронтов тактовых импульсов можно лишь в тех случаях, когда это не противоречит требованиям по производительности. Транзисторы и логические элементы при совместной работе не должны формировать импульсы со слишком крутыми фронтами.

На передаваемые сигналы оказывают непосредственное влияние и паразитные колебания (звон), причиной которых является несогласованность импедансов источника и приемника сигналов. Снизить уровень данных колебаний можно, руководствуясь следующими правилами:

• длина проводящих дорожек печатной платы, предназначенных для передачи высокоскоростных сигналов, должна быть минимальной;
• импедансы проводящих дорожек должны быть согласованы;
• используйте непрерывные слои «земли», а не отдельные островки;
• располагайте последовательный согласующий резистор как можно ближе к источнику сигнала;
• располагайте нагрузочный согласующий резистор как можно ближе к приемнику сигнала;
• согласующая нагрузка предназначена для согласования импедансов по переменному току, то есть через нее не должен протекать постоянный ток (в противном случае это приведет к повышенным потерям мощности при передаче сигнала).

С учетом всего вышеизложенного, можно предложить следующие рекомендации, которые направлены на снижение риска появления нарушений целостности сигналов высокоскоростных печатных плат:

• делайте проводящие дорожки на печатной плате как можно короче (в первую очередь это относится к высокоскоростным сигналам);
• используйте отдельные слои многослойной печатной платы для разводки шин питания и «земли»; избегайте появления на этих слоях изолированных областей;
• используйте для разводки шин питания и «земли» соседние слои, поскольку вместе они образуют распределенный конденсатор;
• располагайте развязывающие конденсаторы в непосредственной близости от выводов питания/«земли» интегральных микросхем;
• сверьтесь со справочными данными развязывающих конденсаторов. Их паразитные параметры (ESR, ESL, резонансная частота) должны быть учтены при проектировании высокоскоростных систем;
• в целях минимизации отражений сигнала соответствующие импедансы необходимо согласовывать;
• используйте надлежащим образом подобранные резисторы для согласования нагрузки высокоскоростных сигнальных линий (проводящих дорожек печатной платы);
• убедитесь, что путь протекания возвратного тока для каждого из сигналов минимален;
• длина контуров, в которых протекают импульсные токи с высокой скоростью нарастания, должна быть как можно меньшей. Так можно снизить уровень перекрестных помех, электромагнитных излучений и других помех, связанных с EMC;
• при проектировании печатной платы располагайте дорожки высокоскоростных цифровых сигналов в отдалении от дорожек, по которым проходят сигналы чувствительных аналоговых устройств;
• параллельное расположение дорожек печатной платы может иметь как положительный, так и отрицательный эффект. В связи с этим избегайте параллельного расположения дорожек, если необходимо получить минимальный уровень перекрестных помех. Для передачи дифференциальных сигналов, наоборот, следует использовать параллельные и как можно более близко расположенные дорожки;
• увеличивайте промежуток между теми дорожками, взаимное влияние сигналов в которых нежелательно;
• разводку дорожек для наиболее высокоскоростных сигналов проводите на внутренних слоях многослойной печатной платы.

В поисках способов увеличения плотности монтажа и сокращения пути сигналов разработчики обращаются к печатным платам уменьшенного размера и повышенной плотности размещения компонентов, на которых устанавливаются микросхемы с шариковыми выводами и используются глухие межслойные переходные отверстия. При помощи модуля LineSim системы HyperLynx можно еще на стадии схемотехнического проектирования уточнить требования к электрическим параметрам микросхем, определить необходимость использования помехоподавляющих элементов, выбрать корпуса микросхем.