第一章 从PCB开始研究FPGA设计问题

一、PCB布线

1、要求

·对所有器件进行电源滤波，均匀分配电源，降低系统噪声。

·匹配信号线，减小信号反射。

·降低并行走线之间的串扰。

·减小地反弹效应。

·进行阻抗匹配。

2、微带传输布局，走线在PCB的顶层或底层，只有一个参考平面

3、带状传输线布局，走线在PCB内层，有两个电压参考平面

 4、阻抗控制原则：单端走线控制阻抗为50Ω；差分走线控制阻抗为100Ω。生产厂家阻抗控制的偏差范围一般为正负5％左右。

5、减小微带线或带状线布局串扰的方法是：

·在布线要求允许的范围内，尽可能地加宽信号线之间的距离。走线之间尽量不要靠

近，距离保持在介质高度的3倍以上。

·传输线设计要使导体尽可能靠近地平面。这一方法使得传输线能够与地平面紧耦

合，有助于和邻近信号去耦合。

·尽可能使用差分布线方法，特别是关键网络（例如匹配长度以及每条走线串通回

转等）。

·如果存在明显的耦合，应在不同层之间布设互相垂直的单端信号。

·减小单端信号之间并行走线的长度，以较短的并行走线布线，以减小网络之间的长

耦合走线。

6、差分走线

 二、FPGA供电

1、单调性（或线性）要求，是指在上电过程中，电源轨是单调爬升而不会掉头往下掉（也称

单调非负特性）。也就是说，电源必须始终具有正斜率（或零斜率）。

2、给电源供电设计加入电压上电顺序和电源跟踪。这来源于FPGA的I/O电压必需要在核心电压上电以后才能上电的基本规律。

3、电源和地叠层分布

 三、退耦电容

1、退耦电容可以在电源轨波动时为其提供少量的瞬态能量。

2、为何需要退耦电容？

可以将一个退耦电容看做是一组电阻（R）、电感（L）和电容（C）的串联组合，根据真实的RLC模型可知，电容也将在某个频率点上容抗和感抗分量彼此有效抵消。所以说，一个真实的电容将会在某个频点时阻抗最小，这个阻抗最小的点被称为电容的谐振频率，在这个点上退耦电容可以提供最佳的滤除供电干扰的能力。

第二章  如何处理逻辑设计中的时钟域