PCB時鍾有回(huí)溝,還說沒問題?!
發布時間:2020-11-23 11:38:53
高速先生成員--薑傑
信號回溝,即波形邊緣的非單(dān)調性,是時鍾的大忌,尤其是出現(xiàn)在信號的門限電平範圍內時,由於容易導致誤觸發,更是(shì)凶險(xiǎn)無比。所以當客戶測試發現時鍾信號回溝,抱著一心(xīn)改板的沉(chén)痛心情找到高速先生時,高速先生(shēng)絲毫不敢大意,一番分析確認之(zhī)後,給(gěi)出(chū)的答(dá)複卻讓(ràng)客戶喜出望外:測試點的時鍾回溝是真實存在的,但是芯片得到的時鍾信號質量卻沒有問題,簡而(ér)言之,單板的時鍾信號沒問題,可以放心使用。
其實,高速先生剛拿到單板時心(xīn)裏也沒底,因為時鍾信號頻率並不算低,有400MHz,而且針對5路時鍾信號的設計(jì)查板也並未發現異常。

仿(fǎng)真初始階段,為了確認模型的準確性(xìng),首先(xiān)對客戶提供的測試點上的波形進行了仿真擬合,以C0通道時鍾為例,仿真波(bō)形(xíng)的回溝如約而至(zhì),與測試波形(xíng)的延時、回溝的位置(zhì)基本一致,說明仿真建模沒有問(wèn)題,看到這樣的結果,客戶的心開始下沉:回溝得到(dào)了仿真驗證,這(zhè)回沒得救了(le)。

高速先生感覺可以再搶救一把,因為(wéi)最關鍵的芯片DIE上的時(shí)鍾波形還沒看到,還有(yǒu)一線生機。懷著忐忑的心情(qíng),高速先生按下了“Simulation”鍵,隨著DIE上的波形在屏幕上漸次(cì)展開(kāi),高速先生(shēng)鬆了口氣(qì),芯片上的時鍾回(huí)溝神奇的消失了!

看到這樣的結果,客戶既喜且疑,喜的(de)是芯片上的時鍾信號正常,疑的是(shì)測試點明明就在芯片背(bèi)麵的(de)過孔處,為何測試得到的時鍾波形會與芯片DIE上的天差地別?
測試最尷尬的莫過(guò)於“所測非所得”,出現這種情(qíng)況,很多時(shí)候與測試點(diǎn)的位置選擇有關,比如本(běn)案例:看起來芯(xīn)片背麵的過孔似(sì)乎(hū)距離芯片最近,最能反映芯片接收信號的真實情況,其實(shí)不然,我們最終需要關注的是(shì)芯片DIE上的信號,而芯片(piàn)的DIE與PIN之間還隔著千山萬水——芯片內部封裝布線,尤其是封裝較大的BGA芯片(piàn),封裝布(bù)線的(de)影響更加明顯,這也是很多芯片(piàn)會提供封裝補償(Pin-delay)的原(yuán)因。

現在再來解(jiě)釋芯片背麵測試點的(de)波(bō)形為何與DIE上的情況(kuàng)相差甚遠,信號的拓撲圖可以讓我們一目了然。

答案就是(shì):實際(jì)測試點與芯片DIE之間的(de)走線(本案例中,主要是指封裝布線)上的反射,導致了該點的時鍾信號回溝,在DIE上的理(lǐ)想測試點的波形則不(bú)存在這個問題。而客戶提供(gòng)FPGA相應的時鍾信號Pin-delay數據與PIN-DIE之間(jiān)的仿真延時基本吻合,也從側麵印證了封裝布線的影響。對(duì)比其它四路時鍾,情況也基本類似。

通過後期與客戶的溝通確認,單板在最終的功能調(diào)試中也並未出現(xiàn)問題,喜大普奔。
