蛇形走線的作用1. 蛇形走線主要用在高速電路的設(shè)計(jì)中。因?yàn)楦咚匐娐吩O(shè)計(jì)時(shí)需要考慮信號(hào)完整性，數(shù)據(jù)線需要等長，所以有些線必須要走蛇形線以使他的線長和其他線一樣。
2. 蛇形走線只要用于高頻線中,但它的作用除了信號(hào)線等長外,還可作為一個(gè)電感起濾干擾雜波作用：：蛇形線相鄰兩線同一時(shí)刻電流大小相等，方向相反，彼此平行，磁場相互抵消，哪里來的電感作用！
只是針對高頻的數(shù)字電路,解決時(shí)序問題. 一般只對延遲時(shí)間有用，至于信號(hào)完整性和電感不是主要作用，忽略不計(jì)！ 蛇行走線主要是為了增加延時(shí)從而使得不同走線之間等長。但是需要注意，蛇行線之間有距離要求，距離太近的話，由于耦合會(huì)導(dǎo)致你的蛇行線不起作用并且信號(hào)質(zhì)量變差。 蛇形線蛇形線是Layout中經(jīng)常使用的一類走線方式。其主要目的就是為了調(diào)節(jié)延時(shí)，滿足系統(tǒng)時(shí)序設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)者首先要有這樣的認(rèn)識(shí)：蛇形線會(huì)破壞信號(hào)質(zhì)量，改變傳輸延時(shí)，布線時(shí)要盡量避免使用。但實(shí)際設(shè)計(jì)中，為了保證信號(hào)有足夠的保持時(shí)間，或者減小同組信號(hào)之間的時(shí)間偏移，往往不得不故意進(jìn)行繞線。 那么，蛇形線對信號(hào)傳輸有什么影響呢？走線時(shí)要注意些什么呢？其中最關(guān)鍵的兩個(gè)參數(shù)就是平行耦合長度（Lp）和耦合距離（S），圖1-8-21所示。很明顯，信號(hào)在蛇形走線上傳輸時(shí)，相互平行的線段之間會(huì)發(fā)生耦合，呈差模形式，S越小，Lp越大，則耦合程度也越大。可能會(huì)導(dǎo)致傳輸延時(shí)減小，以及由于串?dāng)_而大大降低信號(hào)的質(zhì)量，其機(jī)理可以參考第三章對共模和差模串?dāng)_的分析。下面是給Layout工程師處理蛇形線時(shí)的幾點(diǎn)建議：
1． 盡量增加平行線段的距離（S），至少大于3H，H指信號(hào)走線到參考平面的距離。通俗的說就是繞大彎走線，只要S足夠大，就幾乎能完全避免相互的耦合效應(yīng)。 2． 減小耦合長度Lp，當(dāng)兩倍的Lp延時(shí)接近或超過信號(hào)上升時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生的串?dāng)_將達(dá)到飽和。 3． 帶狀線（Strip-Line）或者埋式微帶線（Embedded Micro-strip）的蛇形線引起的信號(hào)傳輸延時(shí)小于微帶走線（Micro-strip）。理論上，帶狀線不會(huì)因?yàn)椴钅４當(dāng)_影響傳輸速率。 4． 高速以及對時(shí)序要求較為嚴(yán)格的信號(hào)線，盡量不要走蛇形線，尤其不能在小范圍內(nèi)蜿蜒走線。 5． 可以經(jīng)常采用任意角度的蛇形走線，如圖1-8-20中的C結(jié)構(gòu)，能有效的減少相互間的耦合。 6． 高速PCB設(shè)計(jì)中，蛇形線沒有所謂濾波或抗干擾的能力，只可能降低信號(hào)質(zhì)量，所以只作時(shí)序匹配之用而無其它目的。 7． 有時(shí)可以考慮螺旋走線的方式進(jìn)行繞線，仿真表明，其效果要優(yōu)于正常的蛇形走線。 詳解蛇形走線的作用
本人和同行討論也參考了一些資料，蛇形走線作用大致如下：希望大家補(bǔ)充糾正。
PCB上的任何一條走線在通過高頻信號(hào)的情況下都會(huì)對該信號(hào)造成時(shí)延時(shí)，蛇形走線的主要作用是補(bǔ)償“同一組相關(guān)”信號(hào)線中延時(shí)較小的部分，這些部分通常是沒有或比其它信號(hào)少通過另外的邏輯處理；最典型的就是時(shí)鐘線，通常它不需經(jīng)過任何其它邏輯處理，因而其延時(shí)會(huì)小于其它相關(guān)信號(hào)。 高速數(shù)字PCB板的等線長是為了使各信號(hào)的延遲差保持在一個(gè)范圍內(nèi),保證系統(tǒng)在同一周期內(nèi)讀取的數(shù)據(jù)的有效性(延遲差超過一個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)會(huì)錯(cuò)讀下一周期的數(shù)據(jù)),一般要求延遲差不超過1/4時(shí)鐘周期,單位長度的線延遲差也是固定的,延遲跟線寬,線長,銅厚,板層結(jié)構(gòu)有關(guān),但線過長會(huì)增大分布電容和分布電感,使信號(hào)質(zhì)量,所以時(shí)鐘IC引腳一般都接RC端接,但蛇形走線并非起電感的作用,相反的,電感會(huì)使信號(hào)中的上升元中的高次諧波相移,造成信號(hào)質(zhì)量惡化, 所以要求蛇形線間距最少是線寬的兩倍,信號(hào)的上升時(shí)間越小就越易受分布電容和分布電感的影響. 因?yàn)閼?yīng)用場合不同具不同的作用,如果蛇形走線在電腦板中出現(xiàn)，其主要起到一個(gè)濾波電感的作用，提高電路的抗干擾能力，電腦主機(jī)板中的蛇形走線，主要用在一些時(shí)鐘信號(hào)中，如PCIClk,AGPClk，它的作用有兩點(diǎn)：1、阻抗匹配 2、濾波電感。對一些重要信號(hào)，如INTEL HUB架構(gòu)中的HUBLink,一共13根，跑233MHz，要求必須嚴(yán)格等長，以消除時(shí)滯造成的隱患，繞線是唯一的解決辦法。一般來講，蛇形走線的線距 >=2倍的線寬。PCI板上的蛇行線就是為了適應(yīng)PCI 33MHzClock的線長要求。若在一般普通PCB板中，是一個(gè)分布參數(shù)的 LC 濾波器，還可作為收音機(jī)天線的電感線圈，短而窄的蛇形走線可做保險(xiǎn)絲等等. 補(bǔ)充一： 采用蛇行線的確有助于提高主板、顯卡的穩(wěn)定性，有助于消除長直布線在電流通過時(shí)產(chǎn)生的電感現(xiàn)象，減輕線與線之間的串?dāng)_問題，這一點(diǎn)在高頻率時(shí)表現(xiàn)得尤為明顯。當(dāng)然你也能夠通過減小布線的密度達(dá)到相同的效果。 有條件的朋友可以觀察一下手邊的主板。CPU插座-->北橋芯片、北橋-->AGP插槽、頻率發(fā)生器背面、內(nèi)存DIMM槽附近，這些是集中使用蛇行線的地方。究其原因，還是這些都是工作在高頻，并且還需要穩(wěn)定的電流信號(hào)。 在PROTEL中一般先大致手工畫好線，然后把要設(shè)置的所有線為一個(gè)CLASS，選Tools/Equalize net lengths。 補(bǔ)充二： 減輕線與線的串?dāng)_最主要的就是增加線間距，而和繞蛇行無關(guān)，蛇行線反而會(huì)帶入導(dǎo)線自身的串?dāng)_問題，計(jì)算機(jī)主版?zhèn)€部分信號(hào)對時(shí)序要求非常嚴(yán)格，所以必須對每種信號(hào)進(jìn)行長度匹配，以滿足足夠的建立和保持時(shí)間，走蛇行線僅僅是和時(shí)序設(shè)計(jì)相關(guān)，和高頻信號(hào)完整性無關(guān)。我看過的國外多本信號(hào)完整性著作，還有芯片組廠商的Guildline,均沒有要求設(shè)計(jì)者采用蛇行線走法，當(dāng)然會(huì)有走線長度要求，但這只是符合時(shí)序規(guī)范要求。 |
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