T拓撲(樹形拓撲)的定義及其注意事項

 作者:劉爲霞 一博科技高速先生團隊隊員   拓撲和端接序列文章
 

講到拓撲,就不得不提一提在layout工程師生涯中扮演着重要角色的T拓撲了。T拓撲又叫樹形拓撲,連接模式大概如下所示:

T拓撲,樹形拓撲


 
從上面的圖中,我們可以看出T拓撲本身就是一堆的阻抗不連續,從發送端到接收端一路上分岔路太多,對於路癡而言,是很容易迷失在人生旅途上的;對於信號來講,同樣如此,T拓撲的的分支太多,阻抗不匹配的情況一路都在,每個部分線長對於接收端的波形有什麼影響呢,layout的時候怎麼處理各個分段線長之間的關係比較好?


首先關注主幹L1的線長,一般我們處理T拓撲等長的時候,都會有這樣的要求,等長在主幹部分完成,不要在分支的地方繞線。原因之一是因爲對繞線空間的考慮,主幹繞線一次性搞定,分支處理每次搞定一個,一點都不經濟適用,對不對!還有另外一個原因,就是主幹線的長度對於接收端波形的影響不大,只要匹配好驅動端和L1線段之間的阻抗,那麼驅動端與L1線段的之間的反射就不會反饋到驅動端,更加也就不會作用到接收端的波形上了,LI段線長變化主要影響由線長引起的高頻分量的損耗,使上升沿變緩,在做好了端接的情況下,對於信號判定方面沒有其他的影響,如下圖所示爲掃描L1段的波形。

T拓撲-掃描L1段的波形


至於分支L2的線長,波形和主幹的結果是一致的,因爲這個分支的反射波形在並聯端接的地方被吸收了,同樣不會影響到接收端的波形。所以線長對於接收端的波形除了上升沿變緩,也沒有其他的影響,如下圖所示爲掃描L2段的波形。

T拓撲-掃描L2段的波形


 
既然分支L2線長變化對於信號的影響不大,那麼分支L3線長的變化對於接收端波形是否也是這樣?其實不然,L2的反射波形會被端接吸收,但是L3的反射波形卻沒有端接匹配,所以反射波形會反饋到接收端,因此L3的線長對於接收端的波形是有影響的。線長越短,波形越好。因爲分支L3長度比較短的話,從接收端過來的反射波會淹沒在上升時間中,一旦分支長度變長,反射波發生影響,就可能對接收端產生臺階回溝的效果,甚至會造成誤判斷的結果,有圖有真相,如下圖所示爲掃描L3段的波形。

T拓撲-掃描L3段的波形


 
注:以上波形都是在200MHz時鐘頻率下仿真的,如頻率更高波形會更差。


所以對於我們處理T拓撲的話,要注意讓分支L3儘量短,其他的線長也是要儘量做到短,做不到的情況下,可以考慮加長主幹L1線長和分支L2線長,這種情況下,上升沿的損耗是不可避免的。

 

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