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1.4.1.1. PCBトレース
- ストリップライン配線を使用して、遠端クロストーク性能を向上させ、インピーダンスの許容範囲を狭めます。トレース長を、フルチャネルILおよびアイ・ダイアグラムのシミュレーション結果によって制限される最大許容長よりも短くします。
- TX間およびRX間の場合は5Hの、TXとRX間、TXとその他の間、およびRXとその他の間の場合は9Hの、一般的なストリップラインのペア間の間隔ルールに従います。ここでは、「H」は、信号レイヤーから最も近接したリファレンス・レイヤーまでの距離です。
- 高速差動ペアには、ソリッド・グランド・リファレンスを使用します。
- トレースの端とボイドの間、およびトレースの端とオープンフィールド領域のリファレンス・プレーンの端との間で、少なくとも5Hの間隔を保ちます。
- トレース長、遷移ビアの位置、AC結合コンデンサーの配置など、差動ペアを構成する2つの信号間の対称的な配線を維持します。配線の対称性を維持できない場合、差動モードからコモンモードへ、またはコモンモードから差動モードへの変換ACノイズが発生します。
図 4. 対称および非対称の配線例
- ブレークアウト配線は通常、トレース幅が狭く、ペア間の間隔が狭いため、ブレークアウト配線を可能な限り短くして、反射と挿入損失を最小化し、クロストークを低減します。
- 近端クロストークを軽減するには、高速のTX信号とRX信号を異なるレイヤーに配線するか、TX信号とRX信号をストリップライン・レイヤーで少なくとも9Hの大きな間隔で分離します。
- BGAピンフィールドのビアアレイでは、差動ペアのビアを構成する2つのビア間に配線された高速トレースを避け、高速トレースとビア間のカップリング領域を可能な限り小さくします。ピンフィールド領域でのクロストークを最小化するには、次の図のガイドラインに従ってください。各差動ペアには、図のPとNを接続する短いバーがあり、差動ビアを示しています。
図 5. 六角パターンのピンフィールドのビアアレイでの配線ルール
図 6. 六角パターンBGAのブレークアウト配線例
- コモン・モード・ノイズ耐性を高めるには、トランスミッターで差動ペアのP/Nデスキューを開始して、レシーバーでデスキューを終了し、スキューが発生した後、変動が発生するポイントの近くでスキューを補正します。
図 7. スキューが発生する位置に近接したペア内のデスキュー
- 曲がりくねったレイアウトは差動チャネルに不連続性をもたらすため、曲がりくねったレイアウトを最小限に抑え、信号に対してトランスペアレントにします。電気長を信号の立ち上がり時間よりも短くすることで、それらを最小限に抑えることができます。一般に、曲がりくねった配線の長さを100 mil未満に保ち、円弧と曲げを45度にします。緩く結合された差動ペアは、曲がりくねったラインの影響を受けにくくなります。
図 8. デスキュー・トロンボーンの配線ルール
- デスキュー・トロンボーンと製造公差によって引き起こされるインピーダンス変動を増加させるため、特定の配線密度に対して密結合の高速差動ペアを使用しないでください。ペア内間隔の一般的なルールは、トレース幅の1から2倍です。
- 高速差動トレースにはアーク配線を使用してください。
- パッドおよびビア領域の高速差動トレースには、ティアドロップ・トレースを使用してください。
- ジグザグ配線や画像回転などの手法を使用して、繊維の織りの影響を軽減します (以下を参照)。
次の図は、ジグザグ配線を示しています。織りがPCBエッジに揃えられている場合は、差動トレースのジグザグ配線に従います。一般に、トレースとファイバー織りの間の最小角度は10度に維持します。これらの角度は、PCBエッジに対して相対的です。繊維の織りの影響の詳細については、AN 528: PCB Dielectric Material Selection and Fiber Weave Effect on High-Speed Channel Routingを参照してください。
図 9. ジグザグ配線
別の解決策は、トレースと繊維織りパターンの間の角度を維持する画像回転です。トレースが繊維織りに対して10度の角度になるまで回転させます。次の図に示すように、PCBを斜めにカットするか、PCBのエッジに対してレイアウトを回転させることにより回転させます。
図 10. 繊維織りパターンに対して画像を回転させるためのPCBボードのカット