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标题: 单端时钟线和差分时钟线的走线时要注意的问题（征集意见） [打印本页]

作者: wq_463 时间: 2011-9-1 23:14
标题: 单端时钟线和差分时钟线的走线时要注意的问题（征集意见）

我是做硬件的，主要负责基带的硬件设计，最近科室让写个关于时钟走线的规范，很是迷茫。。。。所以发起个话题，大家各抒己见讨论一下吧
我先开个头，就当抛砖引玉吧

单端时钟线一般尽量要短，不要跟信号线交叉（必不得以要与信号线垂直布线），可以考虑包地（这点也是看到别人这么做，好不好用没试过）

差分的时钟线，尽量要平行，但是线间距如何控制，越短越好吗？另外走线的阻抗匹配问题也要考虑

作者: 桃花岛主 时间: 2011-9-1 23:31
关于包地，请参考：

在PCB设计过程中，怎样的情况下包地(Guard trace)会更好?
http://bbs.emcbest.com/viewthread.php?tid=1098&extra=page%3D2

其他明天再讨论啦。

作者: kenji 时间: 2011-9-2 17:04

过孔，参考层变化，长度要求，线宽，阻容元器件的预留已经摆放位置。。。这些都是要考虑的

作者: 桃花岛主 时间: 2011-9-2 22:37
器件选择
（1）尽量选择占空比为50%的晶体晶振；
器件滤波
（1）晶振、时钟驱动电源采用磁珠、大电容、小电容组合滤波；
（2）时钟信号线加阻尼电阻；
器件布局
（1）晶体、晶振尽量布板中央，避免靠近对外I/O接口；
（2）晶体、晶振、时钟驱动远离低压模拟信号、复位等敏感电路；
器件接地
（1）时钟区域覆铜且多点打过孔与地平面连接，晶体外壳良好接地；
（2）时钟区域有接地安装孔；
时钟布线：
（1）时钟信号线避免与敏感信号线长距离平行布线；
（2）单层、双层或四层单板时钟信号线要包地，包地均匀打过孔与地平面连接；
（3）时钟信号线建议过孔不超过两个，且避免在布线中间打过孔；
（4）时钟信号要有良好参考平面，如果布线较长，建议布内层，带状线布线；
（5）时钟线尽量布线宽度一致，保证布线阻抗匹配；
（6）差分时钟布线要同层、等长、布线间距一致，也就是要对称；
（7）差分时钟差分对中间避免出现任何布线；
（8）时钟信号线布线换层时，如果参考平面从一个地层换到另一个地层，在换层的过孔附近打接地过孔；
（9）时钟布线换层时，如果参考平面从电源平面换到地平面，在换层过孔附近加电容连接两个平面；
（10）时钟布线避免跨越平面层分割；
（11）时钟布线如果不可避免跨越平面层分割，如果跨越地平面分割，建议加跟随地线、地桥连接两个地平面；
（12）时钟布线跨越电源平面层分割时，在跨越平面层分割处加去耦合电容；
（13）晶体、晶振、时钟驱动，即时钟区域不要布其他无关走线。

本文只做抛砖引玉，布线是个很复杂的工作，即使同一块单板，100个EDA工程师给出的绝对不会有相同的，但有一个是最好的，因此，需要大家充分明白其中的原理，才能以不变应万变，做到有的放矢，永远立于不败之地。

作者: wq_463 时间: 2011-9-2 23:19

回复 3# kenji

你这根没说一样啊，没有具体的参考意见，太泛泛，说点实际的，让大家都学习一下

作者: 桃花岛主 时间: 2011-9-7 22:34
解释一下，占空比为50%的时钟信号无偶次谐波，因此，推荐优选。

作者: kenji 时间: 2011-9-8 08:50

回复 5# wq_463

我还是来拜见岛主吧

作者: wq_463 时间: 2011-11-2 15:58

回复 7# 桃花岛主

不太明白偶次谐波与奇次谐波贡献有什么不一样?

作者: 桃花岛主 时间: 2011-11-2 21:41
例如有的时钟可能是5次、6次、7次等某个谐波超标，没有偶次谐波，减少了不通过的风险。

作者: rarkii 时间: 2011-12-23 14:35
回复 7# 桃花岛主

哈哈，这个确实考虑到了细节，利用了傅立叶变换的特点，去除了偶次谐波谐波超标的风险。

作者: hykong 时间: 2012-3-27 18:49
我觉得时钟线越短越好也有个度吧？比如和总线的长度相比，时钟线的长度不能差一个数量级，不然怎么保证同步？期待有这方面经验的指点一二。

作者: 阿飞小白 时间: 2013-3-20 20:51
在设计中，我们通常都会将一些Connector 分类作为IO Connector、Cable Connector、Power Connector、non-Cable Connector、而对于不同的连接器，每个连接器对应其敏感程度分等级对待，在检查晶振与其位置时，都会有不同的考量。

作者: mac_du 时间: 2013-3-20 21:37
回复 10# 桃花岛主

   不同意岛主关于占空比50%好的说法。

   占空比50%对于SI来讲，非常好！

   但是对于EMC来讲，理论和实践来讲，都没好处。
   理论方面：正弦函数的周期信号确实无偶次项，这个优点也带来了缺点，奇次项的系数大。EMI测试时，频谱图上的反应是纵轴信号的功率很大！
   电磁理论中的周期信号的能量一般都在5次谐波以内，从6次谐波以后能量都很低，可以忽略！如果我们的占空比不是50%，此时就出现奇次项和偶次项共存的情况，偶次项必然有一定的能量，能量不会凭空产生，从能量守恒的角度来讲，奇次项的能量必然降低。换句话讲，如果这考虑6次以内的谐波，如果占空比是50%，只有1，3，5次项；如果占空比不是50%，只有1，2，3，4，5，6次项。其实每一项就是占有1个单位的频段占有一定的能量，从只有“1，3，5次项”到“有1，2，3，4，5，6次项” ，就是相当于展宽了频带，能量将分散，每个频点的能量将减低。
      实践方面：自然是来源于自己的工作啦！

作者: 阿飞小白 时间: 2013-3-20 21:41
回复 14# mac_du

但是为何我们现在看到的设计一般都使用50%占空比的方波信号呢？

作者: mac_du 时间: 2013-3-20 21:49
回复 15# 阿飞小白
晶振是正弦的，是模拟电路产生的。
电路中的时钟是方波，数字电路是的触发方式（电平/上升沿/下降沿）决定的！

作者: xyd82 时间: 2013-3-20 21:50
回复 14# mac_du

杜总帮忙解答下《晶振引起的骚扰功率问题》啊

作者: mac_du 时间: 2013-3-20 21:59
回复 17# xyd82
让你们公司花点钱，送来给我整改吧！

作者: 阿飞小白 时间: 2013-3-20 22:10
回复 14# mac_du

目前我遇到的产品量测Clk信号频谱，基本都是奇次谐波能量高，偶次谐波的见得不多。

作者: 阿飞小白 时间: 2013-3-20 22:10
回复 16# mac_du

谢杜总指教

作者: 桃花岛主 时间: 2013-3-20 23:04
回复 19# 阿飞小白

占空比为50%的时钟信号是没有奇次谐波的。

作者: xyd82 时间: 2013-4-19 16:49
回复 18# mac_du

动不动就要钱，我已经解决了

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