Каждый начинающий радиолюбитель обращал внимание на дополнительные петли непонятного назначения на печатных платах. Зачем гнуть дорожку, создавать дополнительные помехи, если рациональнее сделать дорожку прямой?



Зачем гнуть дорожки?


Скорость электрического сигнала равна скорости света. Быстрее этого ничего нет. За секунду электрический сигнал проходит 299 792 458 метров! Это почти как от Земли до Луны. Казалось бы — причём тут наши маленькие дорожки? Давайте взглянем на уровни какой-либо шины передачи данных.


Рис. 1. Уровни сигналов шины SPI

На схеме период одного цикла тактового сигнала обозначен буквой Т. Давайте посчитаем его длину, если скорость шины (а равно частота тактового сигнала в данном случае) = 1МГц.

299 792 458 м / 1 000 000 раз = 299,79 метра.

Пока беспокоиться не о чем. Теперь представим, что частота шины = 2Ггц. Тогда длина периода одного такта получается = 15 см. Представим для наглядности такой пример — мы развели плату и длина дорожки тактовой получилась= 4 см, а длина дорожки с данными = 20 см. Это означает то, что когда на конце тактовой дорожки закончится первый такт, сигнал на дорожке с данными будет ещё в пути.


Рис. 2. Прохождение сигналов по дорожкам

В данном примере, в первом бите мы отправили 1. Тактовая дорожка отработала цикл и начался уже второй бит. На дорожке данных при этом единичка ещё не дошла. Если данные опознаются при восходящем фронте (т. е. при переходе тактового сигнала с 0 в 1), то второй бит тоже получается = 0, так как 1 от первого бита ещё не дошла и на конце дорожки 0. Мы свою единичку увидим только в третьем бите! Если данные опознаются при ниспадающем фронте тактового сигнала, то мы увидим во втором бите единичку от первого бита.

Отсюда выводы:
  1. для опознания данных при восходящем фронте тактового сигнала, длина дорожки данных должна быть той же длины или короче максимум на полпериода тактового сигнала.
  2. для опознания данных при нисходящем фронте тактового сигнала, длина дорожки данных должна быть той же длины или длиннее максимум на полпериода тактового сигнала.


Допуск в полпериода взят условно, так как в нём ещё нужно учесть скорость работы принимающей микросхемы. Т. е. допуск получается меньше.

Допуск (или верхний или нижний) = 299 792 458 / (2 * Частота_тактового_сигнала) — 299 792 458 / скорость_переключения_порта_приёмника.

Если дорожка расположена между двумя сплошными проводящими слоями, то получившийся допуск нужно уменьшить вдвое (для текстолита).
Иногда в спецификациях явно указывают допуск на разницу в длине дорожек.
Поделиться с друзьями
-->

Комментарии (115)


  1. ssneg
    03.08.2016 22:24
    +9

    Ого. Никогда об этом не задумывался. А софт для проектирования плат это автоматически рассчитывает?


    1. 1div0
      03.08.2016 22:33
      +6

      Altium содержит специальный инструмент для выравнивания длины дорожек.
      В P-CAD, если я не ошибаюсь, такого нет.
      В прочих программах только как дополнение.


      1. AVX
        03.08.2016 22:38

        Спасибо за наводку! похоже, вот это видео я как-то смотрел, и ещё несколько схожих http://www.altium.com/video-length-tuning-enhancements


      1. proton17
        03.08.2016 23:13
        -1

        В прочих программах только как дополнение.


    1. QuaziKing
      03.08.2016 22:41
      +3

      В последней версии DipTrace это появилось. В Альтиуме уже давно есть. Но КМК DipTrace проще и интуитивнее на порядок. Хотя считается что Альтиум это профессиональный пакет. Тут уже смотрите на вкус своего фломастера :)


      1. Delics
        06.08.2016 10:22

        Как такую трассировку запустить в DipTrace?


        1. QuaziKing
          06.08.2016 11:48

          http://diptrace.com/rus/diptrace-software/guided-tour/
          differential parts
          Все на английском правда. Но там простой язык и четкий.
          + туториал на русском (http://www.diptrace.com/books/tutorial_rus.pdf)


    1. ProstoUser
      03.08.2016 22:49

      Насколько я в курсе, софт для проектирования печатных плат умеет делать дорожки одинаковой длины уже лет 20-30 как. Когда еще никаких SPI, работающих на гигагерцовых частотах и в помине не было.


      1. 1div0
        03.08.2016 22:52
        +2

        Пожалуйста дайте два-три названия такого ПО.


        1. ProstoUser
          03.08.2016 23:19
          +1

          В те времена отечественное ПО для трассировки печатных плат названий не имело. Да и вспомнить его через 20 лет — это слишком. :-)

          В памяти отложилось именно потому, что приятель где-то в начале 90-х (а потом мы уже толком и не общались) рассказывал про довольно глупый баг в таком трассировщике. При выравнивании длины проводников трассировщик располагал дорожку сначала в одну сторону, а потом поверх уже нарисованного в обратную. Поскольку нарушения условия пересечения с проводником другой цепи не было — алгоритм считал такой проводник допустимым и нужной длины.

          Думаю, концов с названием софта уже не найти, но проблему эту решали очень давно.


          1. BalinTomsk
            04.08.2016 07:41

            Аркад был на СМ-4


        1. lelik363
          04.08.2016 09:19

          Cadence(Allegro) начиная с версии 15.0, Mentor Graphics(Expedition).


    1. kirillkuzyukov
      04.08.2016 00:28
      +1

      вот такой отечественный софт, например, умеет автоматически выравнивать задержки сигналов:
      http://eda.eremex.ru/products/topor/competitiveadvantages/highspeedpcbs.html

      и правильнее, пожалуй, говорить не о длинах дорожек и их разбросе, а именно о времени задержки прохождения сигнала (учет задержки на переходных отверстиях и пр.)


  1. ProstoUser
    03.08.2016 22:27

    Можно сразу пару вопросов?

    1. В спецификациях чего именно указывают «допуск на разницу в длине дорожек»?
    2. Почему «Если дорожка расположена между двумя сплошными проводящими слоями», то допуск надо делить на два?
    3. Вы часто встречаете начинающих радиолюбителей, разрабатываютщих устройства, работающие на гигагерцовых частотах?


    1. 1div0
      03.08.2016 22:37
      +4

      Здесь три вопроса )
      1. Микросхем.
      2. Скорость распространения сигнала меньше.
      3. Кто сказал, что они не могут интересоваться подобными решениями?


    1. AntonSor
      03.08.2016 22:38

      Потому что это получается уже не просто печатная плата, а микрополосковая линия передачи.
      2. Потому что получается разная задержка в случае, когда диэлектрик только с одной стороны, и когда диэлектрик с двух сторон.
      3. Спрос есть, программы доступны, и порог вхождения понижается.


      1. ProstoUser
        03.08.2016 22:56
        +6

        Я как раз о том и говорю, что если пишется статья, которая объясняет, что дорожки должны быть одинаковой длины из за того, что имеет значение время распространения сигнала и указывается скорость распространения сигнала — скорость света, то, вероятно, как-то не совсем логично писать всего лишь, что «допуск должен быть уменьшен вдвое», не объясняя почему.

        Может стоит тогда упомянуть хотя бы о емкости дорожек?

        Интересная же тема! А статья какая-то совсем конспективная и довольно односторонняя получилась.


        1. 1div0
          03.08.2016 23:25
          +1

          Изложить более подробно пока не готов. Однако хочу порекомендовать книгу, где достаточно подробно раскрывается тема. Там около 1000 страниц, есть в интернете:
          Высокоскоростная передача цифровых данных. Высший курс чёрной магии. Джонсон Говард, Мартин Грэхам. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2005 г.
          ISBN 5-8459-0824-8


          1. Alexeyslav
            05.08.2016 09:44
            +1

            Это вторая книга из серии. Первая у меня уже есть.


    1. REPISOT
      04.08.2016 14:03
      +1

      3. Да, встречаю. разводят модули WI-Fi или BT. Антенную линию. 2.4ГГц.


  1. AVX
    03.08.2016 22:33
    +13

    Честно говоря, ожидал большего.
    Человек, занимающийся разводкой ВЧ и СВЧ цепей уж точно будет знать про распространение сигнала в различных средах, а также влияние ёмкости, индуктивности цепи и соседних цепей.
    Для начинающих — написано очень понятно, но мало. Но я не видел «начинающих», работающих с гигагерцовыми частотами.
    Мне попадалась серия видеороликов, где показаны были возможности какого-то современного САПРа для разводки плат, там вся серия роликов была посвящена разводки таких цепей — и оказывается, программы уже давно умеют это всё сами учитывать, оставляя пользователю доделать небольшие штрихи — расположение (в определённых пределах), форму «загогулин» дорожек, и ширину дорожек. Впрочем, всё можно и вручную самому назначить и нарисовать. Правда, ручная разводка сотни-другой дифпар — сомнительное удовольствие.
    К чему это пишу — просто по заголовку показалось, что будет что-то подобное, но текстом, разъяснениями, картинками и ссылками на литературу или сайты.


    1. xztau
      04.08.2016 09:20
      +5

      По-моему, нормально описано. Я не занимаюсь разводкой плат. Но иногда, например на блютузе, такое видел. А тут в краткой форме, без чёрной магии пояснено почему. Спасибо.


      1. bequux
        04.08.2016 10:50
        +2

        Если не ошибаюсь, то на платах с блютузом изогнутые дорожки являются антеннами, а не для создания задержки в сигналах.


        1. AVX
          04.08.2016 11:42

          Да, там это просто антенны, как и в ноутбуках (wifi) — там на концах проводов, которые уходят в крышку матрицы, сделаны небольшие платы с похожими дорожками.


        1. xztau
          04.08.2016 14:05

          Ой! Да, верно:) Ошибся значит.


        1. REPISOT
          04.08.2016 14:05

          Антенна и линия до антенного гнезда — разные вещи.


          1. bequux
            04.08.2016 14:29

            И к чему это? Уверен что выше, когда писали о блютузе, видели именно антенну.

            Как здесь
            image


        1. taulatin_one
          04.08.2016 18:48

          Я видел такую «антену» на плате Geforce GTX 610. Находилась на конце платы и никуда не вела.

          Что она там делала совершенно неясно.


          1. AntonSor
            04.08.2016 18:55
            +2

            Это задел для защищенной версии, принимать сигналы самоуничтожения со спутника :)


  1. RigelNM
    03.08.2016 22:43
    +3

    Кто-нибудь может посоветовать книгу по электротехнике «для домохозяек»?.. А то эта статья стала последней каплей.
    Вроде и физика не темный лес, рассчитать динамические нагрузки как раз плюнуть, химия более менее понятна. Но как дело доходит до электротехники — туши свет.
    От «электротехники» в университете с горем пополам отскочил, а понимания нет совершенно. В моем случае нужна книга совсем уж для идиотов, где объяснят мне зачем между лампочкой и батарейкой еще какой-то там конденсатор или диод.


    1. QuaziKing
      03.08.2016 22:52
      +3

      Начни с сайта easyelectronics dot ru. Его автор DIHALT тут тоже есть и иногда пишет клевые статьи. Я начинал с него. Там есть цикл для начинающих и даже для младшей детсадовской группы :) Удачи.


    1. dimview
      04.08.2016 00:26
      +4

      Хоровиц и Хилл, Искусство схемотехники. Домохозяйкам можно ограничиться несколькими главами в самом начале. Почему между батарейкой и лампочкой нет конденсатора, там понятно рассказано.


    1. xDimus
      04.08.2016 06:35
      +1

      «Практикум начинающего радиолюбителя» Борисова


    1. iROOT
      04.08.2016 08:10

      Попробуй мобильное приложение Circuit Jam (EveryCircuit). Очень наглядно все показано, за такое приложение не жалко никаких денег.


    1. Farxial
      04.08.2016 08:10
      +1

      http://easyelectronics.ru/category/nachinayushhim
      Во всяком случае, мне понравилось.


    1. LuckyStarr
      04.08.2016 08:46
      +2

      Рудольф Сворень — «Электроника шаг за шагом»
      geektimes.ru/post/276600

      В комментариях тоже есть рекомендации)


    1. REPISOT
      04.08.2016 14:06
      +1

      Сворень. Однозначно.


  1. QuaziKing
    03.08.2016 22:46
    +1

    Для новичков, небольшое дополнение: в данном случае автор пишет про LVDS и СВЧ передачу данных (USB 3.0, SATA, HDMI и т.д.). Все они передают данные по так называемым дифференциальным парам. Если вас интересуют подробности то ключевые слова для поиска: LVDS, дифференциальная передача данных/сигналов. Всем удачи в не легком деле.


    1. Sun-ami
      03.08.2016 23:56
      +3

      Выравнивание длины проводников в параллельной шине широко применялось уже для шины PCI 1.0, которая работает на частоте 33МГц. А также для AGP и модулей памяти SIMM и DIMM всех типов. Для параллельных интерфейсов это даже более актуально. Но по большому счету имеет смысл только при наличии опорного слоя земли или питания под такими дорожками — только в этом случае скорость распространения сигнала будет стабильна и довольно легко расчитывается.


  1. Self_Perfection
    03.08.2016 22:47
    +11

    >Скорость электрического сигнала равна скорости света.

    Нет величины «просто скорости света». Есть скорость света в вакууме. Не в вакууме скорость света ниже.

    И скорость распространения электрического сигнала в проводнике, ЕМНИП, составляет 0.3-0.7 скорости света в вакууме. Это одна из причин, по которой сейчас ведутся исследования в области оптических процессоров и оптических соединений в компьютерах — сигнал быстрее распространяется.


    1. igruh
      04.08.2016 07:11
      +1

      А оптические соединения в компьютере без среды обойдутся, никакого там кварца не будет?


    1. scg
      04.08.2016 07:49

      Нет, есть. В среде, скорость распространения света замедляется за счет процесса «поглощение-преизлучение», которое происходит не моментально. Но до поглощения фотон летит с простой скоростью света.


    1. ptica_filin
      04.08.2016 10:41
      +1

      Если плата из текстолита FR-4, то, считая дорожку микрополосковой линией, получим скорость примерно 0,5 от скорости света.


  1. Mirn
    03.08.2016 22:49
    +5

    на самом деле всё гораздо сложнее
    дополнительно надо учитывать ещё кучу других факторов, таких как:
    1. Входа на самом деле аналоговые и каждые с временем возрастания и спада фронта и их нарушать тоже нельзя, особенно по превышению.
    2. Внутри те же клоки и прочие входа подключены к много чему и довольно неравномерно, одни триггеры лижат близко, другие очень глубоко и далеко в чипе.
    3. Каждый триггер обладает своими требованиями по входным данным относительно клоков. надо соблюдать время установки ДО клоков и удержания ПОСЛЕ клоков, чтоб триггер успел плавно переплыть с одного состояния до другого.
    И самое главное — комбинация этих трёх факторов приводит к тому, что время удержания и время установки распухает до десятков, а порой и сотен наносекунд и всё это время сигнал данных ОБЯЗАН быть зафиксирован относительно начала изменения клока и завершения изменения клока.
    Причём клока внутри кристала что не равно клока на ножке, это капец как важно и про это забывают все (привет дишманские двухслойки и проблемы с землёй).
    И как вывод — эти требуемые времена существенно больше чем сдвиги даже на 2 гигагерцах, эти времена образуют глаз и он «закрывается» куда раньше 2 гигагерц в случае обычных проводников а не диф пар.


    1. Roger_Wilco
      04.08.2016 08:11

      Так же надо учитывать переходные процессы, любой поворот дорожки это уже индуктивность


    1. kanne
      04.08.2016 12:08
      +2

      «на самом деле» ничего из этого учитывать не нужно, статья в целом бестолковая. для действительно начинающего радиолюбителя информации мало + никакой «начинающий» не будет сам разводить цепи, где эффект проявится. для человека, который знает про eye в usb и внутреннюю структуру входов чипов — тут просто нечего читать, это просто базис, о котором не думают и на практике никак «вручную» не учитывают, всё через задание правил.


    1. REPISOT
      04.08.2016 14:09
      -2

      Только не «входА», а входЫ.
      «входа» — это Родительный падеж слова вход.


      1. sasha1024
        08.08.2016 12:24

        А можете пояснить, чего минусы?
        Прав же человек.


  1. Dark_Rider
    03.08.2016 22:54
    +1

    ТНВД прям вспомнился))


  1. RolexStrider
    03.08.2016 23:01
    +12

    Скорость электрического сигнала равна скорости света

    Даже разница между 0,99 скорости света и 0,9999 — казалось бы, но! это на ПОРЯДКИ разыне вещи. Ибо mc^2.
    А вообще подобные эффекты еще в советских ламповых телевизорах применялись: вот типа этой ЛЗЦТ (расшифровывается, что характерно, как Линия Задержки Цветного Телевизора). Внутре — по-сути много тонкой длинной медной проволоки, по которой электричество чууу-ть-чуть, саа-мую малость, но ровно настолько, насколько надо медленне из конца в конец добегает.
    image


    1. YouHim
      03.08.2016 23:16
      +2

      Вы прям меня в ностальгию бросили своей линией задержки:)


    1. dimview
      04.08.2016 00:32
      +9

      Вот только задерживается в этой линии не электричество, а звук.


      1. andy_p
        04.08.2016 06:55
        +7

        Почему dimview заминусовали?
        В телевизоре действительно ультразвуковая линия задержки.
        Если ее сделать на проводе, получится провод длиной несколько километров.

        Для zaq1xsw2cde3vfr4 — скорость света с среде зависит не от сопротивления, а от диэлектрической и магнитной проницаемости среды.


        1. unclechu
          07.08.2016 15:33
          -2

          Может потому что звук как бы тоже в виде электричества там представлен?


        1. unclechu
          07.08.2016 15:34
          -1

          Или кто-то думает что там, внутри провода, сжимается/разжимается воздух?


          1. andy_p
            07.08.2016 19:38
            +1

            Звук не только в воздухе распространяется.


            1. unclechu
              07.08.2016 19:52
              -1

              Я, тем не менее, сомневаюсь, что эта линия проводит в себе звук через какой-нибудь там газ.


              1. andy_p
                07.08.2016 20:09
                +2

                Ну почему же газ?
                Звук распространяется и в твердых телах.


                1. unclechu
                  07.08.2016 20:11
                  -2

                  Спасибо за энциклопедическую справку, но смысла это не добавляет.


                  1. andy_p
                    07.08.2016 21:47
                    +2

                    Принцип работы ультразвуковых ЛЗ состоит в том, что электри­ческий сигнал с помощью электромеханического преобразователя преобразуется в акустические колебания, которые затем распро­страняются в виде упругих волн через звукопроводящую среду и далее выходя из неё посредством другого электромеханического преобразователя снова преобразуются в электрический сигнал.


                    1. andy_p
                      07.08.2016 21:52
                      +1

                      Время задержки выходного сигнала относительно входного определяется скоростью звука в материале звукопровода, его размерами и конфигурацией и типом волн. Акустические волны, используемые в ЛЗ могут быть разных видов и типов — поверхностные и объёмные, объёмные волны могут быть поперечными (волны сдвига), и продольными (волны сжатия), Частный вид поперечных волн — крутильные колебания, распространяющиеся в виде волн в стержнях и упругих проволоках. По типу используемого звукопровода ЛЗ подразделяются на волноводные (ленточные и проволочные) и, более простые в изготовлении, ЛЗ с многократными отражениями от граней звуковода, выполненного в виде призмы (с прямым ходом луча, свёрнутые, многоугольные, клиновидные).


        1. unclechu
          07.08.2016 20:21
          +2

          Справочные данные на ЛЗЦТ-0,7-1500: http://www.155la3.ru/datafiles/lzct.pdf
          О задерживании некоего «не элетричества, а звука», то-есть звука, представленого не в виде электрического сигнала, речи там не идёт.

          UPD: Помимо всего прочего из справки можно вынести вывод что задерживать там можно не только «звук», но и видеосигнал.


        1. unclechu
          07.08.2016 20:25
          -1

          Мне кажется удивлять должно кол-во плюсов, говорящих либо о некомпетентности набежавших, либо о том, что люди поставили плюсов за хорошую шутку, либо может я дурак и чего-то не понимаю?


      1. eugene_brad
        04.08.2016 08:13
        +3

        Нет, это задержка яркостного сигнала относительно цветности (0,7 мкс). А для звуковые (УЛЗ-64) использовались для создания копии сигнала цветности на соседнюю строку


    1. tyomitch
      04.08.2016 00:37

      А третья нога зачем?


      1. tesla254
        04.08.2016 08:13
        +1

        Судя по схеме это экранирование.


      1. Jeditobe
        04.08.2016 10:18
        +7

        чтобы не падало!


    1. electronus
      04.08.2016 04:32
      +1

      Да, 64мкс, как-раз на время обратного хода луча, когда передается цветовая информация


      1. avost
        04.08.2016 11:46
        +2

        Нет, эта — на 0,7 мкс.


      1. Bronx
        13.08.2016 11:03

        Та, что ультразвуковая — 64 мс, не мкс. И не на время обратного хода, а на время передачи одной строки. В системе SECAM сигнал цветности состоит из синих и красных строк, передающихся по очереди (зелёная восстанавливается вычитанием синего и красного из сигнала яркости). Поэтому чтобы совместить строки R и B, необходимо «запомнить» одну из них до момента, когда начнется передача второй.


        1. electronus
          13.08.2016 16:09

          На 64 _микросекунды_. Обратный ход луча, это когда кинескоп не «рисует» изображение. Длительность обратного хода луча равна длительности прямого — одной строки. И именно во время обратного хода луча передавалась цветовая информация. Сделано это было для того, чтобы обеспечить обратную совместимость со старыми ч/б телевизорами.
          Чтобы убедиться что точно не мс, можете посчитать время одного кадра с милли и микро.
          Удачи


    1. REPISOT
      04.08.2016 14:12
      +1

      На порядок — это в 10 раз. На порядки это в 100, 1000 и т.д. раз. У вас разница — процент.
      Почему у вас c^2? мы что, меряем полную энергию покоя?


  1. BigBeaver
    03.08.2016 23:02
    +9

    Не раскрыт вопрос влияния индуктивности этих петель.


    1. Carry
      04.08.2016 02:58
      +1

      Точно, из за индуктивности возникает межсимвольная интерференция.
      Там еще и емкость на соседние слои и дорожки сильно влияет.

      Считаю что такие дикие многовитковые загогулины происходят от лени и жестко ограничивают максимальную частоту.


    1. ptica_filin
      04.08.2016 10:53
      +1

      Когда дорожка загнута в меандр, то магнитные поля соседних кусков одной и той же дорожки направлены навстречу, и индуктивность из-за этого немного снижается.


      1. BigBeaver
        04.08.2016 11:15

        Снижается по сравнению с соленоидом? Так это и так ясно.


  1. sviterov
    03.08.2016 23:03

    Спасибо! Кратко и понятно


  1. zaq1xsw2cde3vfr4
    04.08.2016 00:28
    -1

    Скорость электрического сигнала равна скорости света

    На самом деле не совсем. Сейчас не вспомню формулу, а кому нужно точно спросит у гугла, но скорость зависит отот электрического сопротивления материала.


  1. QwertyOFF
    04.08.2016 01:58
    +1

    Еще бы рассказать почему между дорожками расстояние X, между дорожкой и земляным полигоном Y и зачем в слоях под и над дорожкой может понадобиться делать вырезы и полигоны. Ну и другие интересные нюансы проектирования высокочастотных устройств.


    1. andy_p
      04.08.2016 07:05
      +4

      > Скорость электрического сигнала равна скорости света

      Что за электрический сигнал?
      Есть скорость распространения электромагнитного поля в среде.


  1. MegaElektronik
    04.08.2016 08:15

    Казалось бы вопрос который и не вот как сложный, когда это знаешь…
    А вот просто рассказать — это сложно.


  1. dernuss
    04.08.2016 09:24
    +2

    Статья ради статьи. Пример с SPI неудачный, SPI работает обычно не выше 50 МГц, и равнять там ни чего не надо.
    Взяли бы DDR3 или PCIe для примера.
    А так же не сказано про укорочение длины волны.


    1. ploop
      04.08.2016 09:35
      +1

      Зато это один из самых простых синхронных протоколов, где «на пальцах» можно всё показать.


      1. 1div0
        04.08.2016 11:47

        Именно так.


    1. JerleShannara
      04.08.2016 17:34

      Разводить DDR3/4 (да и второй тоже тудаже) дикий гемморой даже в альтиуме, для единичного сигнала он отлично выравнивание делает, а когда надо сделать 40 сигналов, то вспоминается недобрым словом цена менторовского софта.


      1. dernuss
        04.08.2016 21:48

        Я разводил в альтиуме 4 чипа ddr3 по 256 мбайт к dsp процессору. Да напряжно было. Выбираешь самый длиный сигнал и по нему равняешь.


        1. JerleShannara
          05.08.2016 00:44

          В этом плане ментор вкуснее, может и каденс умеет, но цены совершенно фантастические


  1. xp_hunter
    04.08.2016 09:53

    Может я глупость сейчас скажу, но разве подобные вещи не применят еще для избавления от паразитных гармоник?


    1. ptica_filin
      04.08.2016 10:40
      +2

      Для прямоугольных сигналов давить гармоники вредно. Они от этого перестают быть прямоугольными :)


      1. AVX
        04.08.2016 10:49

        Строго говоря, они и так не прямоугольные, фронты и спады сигналов закруглены, и чем длиннее линия, тем больше отклонение от «ступеньки». А если ещё и давить гармоники, то действительно вредно — будет вместо меандра что-то типа синусоиды.


      1. xp_hunter
        04.08.2016 10:51

        Я не про цифровые сигналы, а в целом. На аналоговых схемах тоже подобное видел.


        1. ptica_filin
          04.08.2016 10:55
          +1

          Если в целом, то да. Иногда городят целые фильтры, чтобы задавить гармоники на много децибел.


  1. prospero78su
    04.08.2016 12:15

    Хм. Тут уже написали. Вы путаете скорость распространения электромагнитной волны в вакууме и в среде.
    В школьном учебнике физики есть такая задачка (не совсем по теме): По телеграфной линии из меди под напряжением 9 Вольт передаются электрические импульсы. Узнать с какой скоростью перемещаются электроны, через какое время импульс дойдёт от Москвы до Владивостока.
    Правильные ответы: 27 см/с и 0,09 сек.


    1. 1div0
      04.08.2016 12:21

      Я подразумевал, что даже при наилучших условиях длина пробега получается небольшой.


      1. prospero78su
        04.08.2016 13:40

        Всё в сравнении, плиз. По сравнению с эталонным метром — возможно. Если по сравнению с допустимыми задержками — это уже бабушка надвое сказала.


    1. ptica_filin
      04.08.2016 14:18
      +1

      Дык в том же школьном учебнике где-то рядом писали, что скорость перемещения электронов и скорость распространения электрического сигнала в проводе — это совсем разные скорости. И электроны ползут гораздо медленнее.


      1. Bluewolf
        04.08.2016 14:20
        +1

        Правильные ответы именно это и подтверждают.


  1. SNPopov
    04.08.2016 14:38
    +2

    Учитывать длину проводников приходилось еще 40 лет назад. На картинке внутренности векторного суперкомпьютера CRAY-1.
    Осознанный беспорядок.


  1. kykymber
    04.08.2016 14:51

    Посыл статьи понятен, однако не раскрыта суть.
    Можно добавить, что «скорость электрического сигнала » (что само по себе звучит непонятно, вообще, это фазовая скорость ЭМ волны имеется ввиду, насколько я понял) зависит, прежде всего, от диэлектрической и магнитной проницаемости материала (а именно обратно пропорционально корню из их произведения), поэтому для наиболее распространенного материала диэлектрика FR-4 (относительная диэлектрическая проницаемости которого примерно 4.5) длина данных линий будет «примерно» в 2 раза меньше.
    Также, что и подтверждает комментарии, многие после прочтения будут путать гнутые линии задержки с антеннами, выполненными на плате.


  1. amarao
    04.08.2016 16:12

    Собственно, необходимость приводить одновременно и синхронно все сигналы от отправителя всем получателям и стала причиной смерти шин ATA и SCSI (которая параллельная), и в каком-то смысле PCI. Переход на p2p линки (SATA, SAS, PCI-E) позволил убрать требование синхронности из разводки проводов, переложив проблемы синхронизации и буфферизации на получателей/отправителей.


    1. dernuss
      04.08.2016 16:26
      +2

      DDR3 не умерло. А в SATA, SAS, PCI-E надо равнять длины внутри пары. Правда есть ещё ограничения на разность длин пар, но оно вроде около 10 см.


  1. KonstantinSoloviov
    04.08.2016 18:42
    +1

    Хозяйке на заметку:
    До 33MHz стоит больше беспокоиться о толщине дорожек чем о длине.


    1. Mirn
      04.08.2016 20:04

      даже на одном килогерце клоков можно наловить проблем.
      самый простой способ связи с плис это SPI.
      но например AVR работает на десятках мегагерц,
      а вот плис уверенно ловит до 500 мегагерц, а изредка до 2 гигагерц.
      И если
      1. фронты сигнала затянуты хотя-бы на 2-3 нс или
      2. проблемы с землёй (сделали двухслойку без земляных полигонов, авр на одном конце дикой глистины земли, а плис на другом конце)
      то в итоге вместо одного клока плис видит двойной, тройной и тд
      и часто это бывает оооочень редко и очень неопределённо (буквально от фаз луны, и присуствия рака на горе),
      удачной отладки в общем.
      Вместо плис можно подставить другие контроллеры (некоторые PIC12-16) или дешёвые китайские чипы где поленились поставить триггера шмитта или фильтры входные (а таких блин немало, особенно если покупаешь штучный чип в китае в разы дешевле чем такой же у производителя на 10000шт).


      1. JerleShannara
        05.08.2016 00:45
        +2

        Если землю и питание развели через одно место, то глючить и выгорать начинает даже К155ЛА3.


  1. 4ebriking
    04.08.2016 18:56

    Всё же не лишним было бы не только написать формулу, но и подставить в неё конкретные значения для примера:
    299 792 458 м/с / 1ГГц = 30 сантиметров разница между дорожками получается допустимая для ГигаГерцового сигнала. Дорожки же часто змеятся даже на крохотных платах работающих на десятках мегагерц (где допустимая по скорости света разницы доставляет уже метры).
    Где косяк?


    1. almarat
      04.08.2016 20:37

      по моему в статье неверно объяснена причина из-за которой образуется разбежка по времени. любой проводник имеет сопротивление, и емкость. а уж когда он окружен кучей параллельно идущих проводов то она и значительно выше. получается наш проводник это обычная RC цепочка которую мы заряжаем когда на входе подаем 1 и ждем когда эта 1 будет на выходе. в той же википедии сказано что время зарядки до порогового напряжения срабатывания пропорциональна RC. и добавляя лишнюю длинну мы по сути наращиваем R для выравнивания.


      1. GREGOR_812
        05.08.2016 17:28

        ну так и C тоже растёт при увеличении длины дорожки.
        То, о чём вы говорите, имеет место быть. Длинная линия может работать в двух режимах: в режимах RC, когда частота сигнала ниже некой пороговой частоты линии, и в режиме линии с постоянным волновым сопротивлением, когда частота сигнала выше пороговой частоты RC-режима, но ниже частоты режима волновода


  1. Maksatiha
    04.08.2016 18:56

    А почему все сигналы пускают по одной ветке? Можно сделать элегантные прямые линии, но дублировать их? Сначала сигнал по левой, потом по правой?


  1. stanislavskijvlad
    04.08.2016 19:08
    -1

    Уточню, скорость распространения Поля примерно (!) равна скорости света.
    А частицы в проводниках двигаются со скоростью 2-3сантиметра в секунду.


    1. ptica_filin
      04.08.2016 21:19
      +2

      Скорость распространения поля в вакууме. А в дорожке на плате как минимум в 2 раза ниже. А то и в 3, если это СВЧ-плата из материала с высокой диэлектрической проницаемостью.


  1. Opaspap
    06.08.2016 15:10

    Глупый вопрос — внутри процессора сейчас несколько устройств, делают ли между ними удлиненные дорожки и если не делают, то почему?


    1. ptica_filin
      08.08.2016 20:37

      Делают. Какая разница? По сути та же печатная плата, только не не текстолите, а на оксиде кремния или что там сейчас в качестве подложки.


      1. Alexeyslav
        09.08.2016 16:15
        +1

        Там разница в длине дорожек исчисляется микронами, внешние выводы и те имеют большую разницу в длине чем типичная дорожка внутри кристалла. На десятках гигагерц внутри кристалла может только понадобится выравнивать длины.


  1. Manitou
    06.08.2016 15:14
    -1

    Ответ на вопрос в заголовке статьи знает каждый сетевой инженер, который может рассказать, почему минимальный размер Ethenet-кадра равен 64 байта: )


  1. Leo5700
    10.08.2016 12:18

    Наглядно. Спасибо.