10 (Для лаб по платам), страница 13

Резистор уменьшает проходящий ток и может избавитьот необходимости использования методов линии передач. Сопротивление резисторадолжна выбираться таким образом, чтобы скорость нарастания/спада на получающейлогике было достаточным, чтобы отвечать требованиям системы, но не больше. Такжеубедитесь, что сопротивление резистора не настолько большое, что логические уровнина приемнике выходят за рамки спецификаций из-за падения напряжения вызванноготоком от источника к приемнику, который протекает через резистор. Второй методподходит при больших расстояниях (больше 2 дюймов), когда добавочная индуктивностьзамедляет скорость нарастания импульса. Обратите внимание, что оба методаувеличивают задержку времени нарастания/спада сигнала. Это нужно учитывать в связис общим временным бюджетом, где дополнительная задержка может быть неприемлема.На рис.10.50 показана ситуация, где несколько DSP должны быть связаны в одной точке,как может быть в случае, когда сигналы записи/чтения идут двунаправленноот нескольких DSP.

Небольшой демпфирующий резистор, показанный на рис.10.50А,может уменьшить "звон" переходного процесса, при условии, что длина разнесенияменьше 2 дюймов. Этот метод также увеличивает время нарастания/спада и задержкуна прохождение. Если должны быть соединены две группы процессоров, то одногорезистора между парами процессоров достаточно, чтобы подавить переходный процесс(Рис.10.50В).62aДЕМПФИРУЮЩИЕ РЕЗИСТОРЫ ЗАМЕДЛЯЮТ БЫСТРЫЕЛОГИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДЫ И СПОСОБСТВУЮТУМЕНЬШЕНИЮ ПОМЕХ< 2 ДЮЙМА (5 СМ)RЛОГИЧЕСКИЙЭЛЕМЕНТЛОГИЧЕСКИЙЭЛЕМЕНТCINВРЕМЯ НАРАСТАНИЯ = 2.2·R·CIN> 2 ДЮЙМА (5 СМ)RЛОГИЧЕСКИЙЭЛЕМЕНТЛОГИЧЕСКИЙЭЛЕМЕНТCCINВРЕМЯ НАРАСТАНИЯ = 2.2·R·(C + CIN)Рис.

10.49СОЕДИНЕНИЕ SHARC DSP С ПОМОЩЬЮПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫХДЕМПФИРУЮЩИХ РЕЗИСТОРОВAСОЕДИНЕНИЕДЕМПФИРУЮЩИХРЕЗИСТОРОВ"ЗВЕЗДОЙ"ИСПОЛЬЗУЕТСЯДЛЯ СИГНАЛОВСТРОБОВRD, WR< 2 ДЮЙМОВ10 ОМКАЖДЫЙВНИМАНИЕ! ЭТИ МЕТОДИКИПРИВОДЯТ К УВЕЛИЧЕНИЮВРЕМЕНИ НАРАСТАНИЯ/СПАДАИ ЗАДЕРЖКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ< 2 ДЮЙМОВBОДИНДЕМПФИРУЮЩИЙРЕЗИСТОР МЕЖДУГРУППАМИПРОЦЕССОРОВ20 ОМРис. 10.5063aЕдинственный способ сохранить время нарастания/спада, равным 1 нс или меньшена расстоянии большем, чем 2 дюйма без "звона", – это использовать методы линиипередач.

Рис.10.51 показывает два распространенных метода согласования нагрузки:конечная нагрузка и нагрузка источника. Метод конечной нагрузки (Рис.10.51А)нагружает кабель в точке нагрузки на сопротивление, равное характеристическомуимпедансу микрополосковой линии. Хотя можно использовать и более высокоесопротивление, чаще используется 50 Ом, т.к. при такой величине уменьшается эффектрассогласования нагрузки из-за входной емкости логического входа (обычно 5-10 пФ).

Нарис.10.51А кабель нагружен на делитель, представляющий 50-омную нагрузку дляпеременного тока и обеспечивающий напряжение +1.4 В (середина между логическимипорогами 0.8 В и 2 В). При этом требуется использовать два сопротивления (91 Оми 120 Ом), что добавляет около 50 мВт к общей рассеиваемой мощности в схеме. Нарис.10.51А также показаны значения сопротивлений резисторов нагрузки при напряжениипитания +5 В (68 Ом и 180 Ом). Обратите внимания, что в линиях передачи 3.3-вольтоваялогика намного предпочтительнее из-за симметричности перепадов напряжения, большейскорости и меньшей потребляемой мощности.

Имеются драйверы линийс несимметричностью импульсов меньше чем 0.5 нс, обеспечивающие токивтекания/вытекания более 25 мА, и временем нарастания/спада около 1 нс. Шумпереключения от 3.3 В логики обычно меньше, чем от 5 В логики, из-за уменьшенияразмаха сигнала и меньших протекающих токов.МЕТОДИКА СОГЛАСОВАНИЯ ДЛЯ МИКРОПОЛОСКОВОЙЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ С НОРМИРОВАННЫМ ИМПЕДАНСОМТИПИЧНЫЕ ДРАЙВЕРЫ:74FCT3807/A (IDT)74ACTQ240 (Fairchild)A+3.3 ВZ0 = 50 Ом+1.4 ВЗАЗЕМЛЯЮЩАЯПОВЕРХНОСТЬB+5.0 В120 Ом30 мВт180 Ом72 мВт91 Ом22 мВт+1.4 В68 Ом29 мВтСОГЛАСОВАНИЕНА КОНЦЕ ЛИНИИZ0 ≈ 10 ОмСОГЛАСОВАНИЕВ НАЧАЛЕ ЛИНИИ39 ОмZ0 = 50 ОмКРАТКОЕ ПРАВИЛО: ТЕХНИКУ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧ НЕОБХОДИМО ПРИМЕНЯТЬ, ЕСЛИДЛИНА ЛИНИИ ПРЕВЫШАЕТ 2 ДЮЙМА (5 СМ) НА НАНОСЕКУНДУВРЕМЕНИ НАРАСТАНИЯ/СПАДА ИМПУЛЬСА50-ОМНАЯ ЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ НА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕВНОСИТ ЗАДЕРЖКУ ≈ 1 НС НА 7 ДЮЙМОВ (18 СМ)Рис.

10.5164aМетод нагрузки источника, показанный на рис.10.51В, обеспечивает поглощениеотраженных волн при помощи сопротивления, равного характеристическому импедансулинии передачи. Для это требуется резистор сопротивлением около 39 Ом, включенныйпоследовательно с внутренним выходным сопротивлением драйвера, которое обычносоставляет около 10 Ом. При этом методе требуется, чтобы конец линии передачи был ненагружен, поэтому дополнительное разветвление по выходу не допускается. Методнагрузки источника не увеличивает суммарную мощность рассеивания.На рис.10.52 показан метод распределения высокоскоростных тактовых импульсов понескольким устройствам.

Проблема здесь заключается в том, что появляется небольшойсдвиг между импульсами из-за задержки на прохождение микрополосковой линии (около1 нс/7”). В некоторых случаях время сдвига может быть критичным. Важно обеспечиватьдлину отвода от линии к каждому устройству не более 0.5 дюйма, чтобы предотвратитьрассогласование на протяжении всей линии передачи.РАЗВОДКА ТАКТОВЫХ ИМПУЛЬСОВС ПОМОЩЬЮ СОГЛАСОВАННОЙ ЛИНИИ+3.3 ВТАКТОВЫЕИМПУЛЬСЫЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ Z0 = 50 Ом+1.4 В120 Ом30 мВт91 Ом22 мВтSHARCDSPSHARCDSPSHARCDSP50-ОМНАЯ ЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ НА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕВНОСИТ ЗАДЕРЖКУ ≈ 1 НС НА 7 ДЮЙМОВ (18 СМ)СЛЕДИТЕ, ЧТОБЫ ДЛИНА ОТВЕТВЛЕНИЯНЕ ПРЕВЫШАЛА 0.5 ДЮЙМА (13 ММ)Рис.

10.52Метод, показанный на рис.10.53, уменьшает сдвиг тактовых импульсов междуполучающими устройствами посредством использования нагрузки источникаи обеспечением одинаковой длины каждой микрополосковой линии. Здесь нетдополнительного рассеивания мощности, как в случае с конечной нагрузкой.Рис.10.54 показывает, как метод нагрузки источника может использоватьсяв двунаправленной линии между SHARC DSP. Выходное сопротивление драйвераSHARCа составляет примерно 17 Ом, и следовательно, требуется последовательноесопротивление в 33 Ом на каждый конец линии передачи для хорошего согласования.Метод, показанный на рис.10.55, может использоваться при двунаправленной передачесигналов от нескольких источников по сравнительно длинной линии передач.

В этомслучае линия нагружается с обеих концов, и в результате сопротивление нагрузкисоставляет в 25 Ом для постоянного тока. Драйверы SHARCа способны обеспечиватькорректные логические уровни на такой нагрузке.65aПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ МЕТОД РАЗВОДКИ ТАКТОВЫХИМПУЛЬСОВ С ПОМОЩЬЮ СОГЛАСОВАННЫХ ЛИНИЙZ0 = 10 Ом39 ОмZ0 = 50 ОмSHARCDSPZ0 = 50 ОмSHARCDSPZ0 = 50 ОмSHARCDSPZ0 = 10 ОмТАКТОВЫЕИМПУЛЬСЫ39 ОмZ0 = 10 Ом39 ОмРис. 10.53СОГЛАСОВАНИЕ ЛИНИИ ДЛЯ ДВУНАПРАВЛЕННОГООБМЕНА МЕЖДУ ПРОЦЕССОРАМИ DSP SHARCADSP-2106xADSP-2106xВЫКЛЮЧЕНДЛИНА > 6 ДЮЙМОВ(15 СМ)33 ОмZ0 = 50 Ом33 ОмВКЛЮЧЕНZ0 = 17 ОмПОРТ ПЕРЕДАЕТПОРТ ПРИНИМАЕТРис. 10.5466a+3.3 ВSHARCDSPSHARCDSPSHARCDSP+3.3 В120 Ом30 мВтZ0 = 50 ОмДЛИНА > 10 ДЮЙМОВ91 Ом22 мВт+1.4 В120 Ом30 мВт91 Ом22 мВтSHARCDSPSHARCDSPSHARCDSPСЛЕДИТЕ, ЧТОБЫ ДЛИНА ОТВЕТВЛЕНИЯНЕ ПРЕВЫШАЛА 0.5 ДЮЙМА (13 ММ)Рис.

10.5567aЛИТЕРАТУРА ПО РАБОТЕ С ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ЛОГИКОЙ:1.Howard W. Johnson and Martin Graham, High-Speed Digital Design,PTR Prentice Hall, 1993.2.EDN’s Designer’s Guide to Electromagnetic Compatibility, EDN, January, 20, 1994,material reprinted by permission of Cahners PublishingCompany, 1995.3.Designing for EMC (Workshop Notes), Kimmel Gerke Associates, Ltd., 1994.4.Mark Montrose, EMC and the Printed Circuit Board, IEEE Press,1999 (IEEE Order Number PC5756).68.