Layout PCB Quad SPI

Sto cercando di creare un buon layout per la memoria flash Quad SPI NOR MT25QL256ABA1EW9-0SIT con l'MCU STM32. Il mio problema è che trovo il pinout del chip di memoria abbastanza scomodo. Sono riuscito a scambiare i pin sul lato MCU nel modo in cui i segnali si trovano uno accanto all'altro, ma è ancora difficile. Seguendo la guida al layout di Micron Quad spi sono riuscito a:

Non dividere il piano di terra sottostante (questo è un PCB a 2 strati),
Rendi il segnale dell'orologio breve e possibilmente con la minima flessione,
Non utilizzare VIAS per l'instradamento dei segnali

Tuttavia, non sono riuscito a:

Mantieni qualsiasi impedenza sensata calcolando le stripline (non c'è davvero molto spazio e molti segnali)
Mantenere le lunghezze del segnale simili.

Ecco il layout:

Dopo aver ingrandito l'immagine, è possibile vedere i nomi delle reti sui pad dei chip di memoria. Vorrei chiederti a tuo parere che questo design sia sufficiente per un trasferimento dell'orologio fino a 80 Mhz. Ai fini del confronto, la forma rosa in cui si trova il chip è di 18 x 8 mm. I versamenti di poligoni GND sono accantonati per la visibilità. Gradirei tutto l'aiuto.

— Łukasz Przeniosło
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Lo strato inferiore è un getto pieno? Puoi aggiungere anche uno screenshot del top pour?

— Mike,

Non sarebbe meglio ruotarlo per ottenere lunghezze di segnale più uguali? Non è necessario inserire i perni di alimentazione con i tappi tra i trucioli: quello spazio potrebbe essere utilizzato per la corrispondenza della lunghezza.

— Araho,

Che tra le due protezioni sia un po 'strano ... Te l'hai cavata?

— Sean87,

L'ho rimosso. Volevo fare un gnd vicino ma doveva chiudere.

— Łukasz Przeniosło,

Risposte:

Per FR4, utilizzando epsilon effettivo di 3,25 otteniamo la lunghezza d'onda di un segnale a 80 MHz nel PCB a 80 calcolando

lunghezza d'onda = (c / f) * (1 / sqrt (epsilon)) = (300000000 m / s / 80000000 1 / s) * (1 / sqrt (3.25) = 2.06 metri.

Utilizzando 1/16 della lunghezza d'onda come "limite di sicurezza" al di sotto del quale non dobbiamo preoccuparci delle riflessioni e della relativa temporizzazione del segnale, è

safe_length = (1/16) * lunghezza d'onda = 2,06 / 16 = 12,8 centimetri = 5 pollici.

Le tracce del segnale sono ben al di sotto di tale limite. Il tuo percorso è abbastanza buono.

https://www.jlab.org/accel/eecad/pdf/050rfdesign.pdf

— PKP
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Ma c'è ancora la considerazione della diafonia. Dovrei fare più spazio tra le tracce di proposito?

— Łukasz Przeniosło,

A proposito, non dovresti considerare solo il fondamentale della frequenza di clock. Un approccio più conservativo sarebbe quello di considerare i fronti di salita / discesa rapidi, che potrebbero essere 1-3 ns ... cioè a frequenze molto più alte.

— prossimo hack del

Penso che non sia necessario ingegnerizzarlo troppo. Comunque lo guardi, il routing è ben al di sotto di qualsiasi limite RF a 80 MHz e qualsiasi problema probabilmente non sarà dovuto al routing, più probabilmente con il layout dei pad o qualcosa del genere. Abbastanza buono è abbastanza buono. È ora di passare al problema successivo. :)

— PkP,

Dal punto di vista della topologia, si consiglia di ruotare il chip SPI Flash di 90 gradi a sinistra (in senso antiorario) come di seguito. Ciò tenderà a uniformare le lunghezze di instradamento naturali e consentire alcune possibilità di adattamento della lunghezza fino all'MCU.

— Michael Karas
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Sembra che NCS e CLK siano errati, ma il resto della risposta è valido.

— Ignacio Vazquez-Abrams,

@ IgnacioVazquez-Abrams - Ho appena capovolto le etichette sul lato destro. Corretto ora.

— Michael Karas,

Grazie per la risposta. Ho provato a farlo nel modo descritto da ypu, ma ho avuto il segnale dell'orologio più piegato. È più importante mantenere le tracce di lunghezza simile? Il lato inferiore non è progettato solo per gnd, è uno strato di segnale ma intendo che il bot inserisca tracce sotto

— Łukasz Przeniosło,

I più grandi flash SPI moderni hanno un pad termico sotto il chip, lo userei ed eviterei di instradarlo se possibile.

— PkP,

Sì, ho in considerazione il cuscinetto termico

— Łukasz Przeniosło,