LVDS技术在Altera FPGA中的高速板级设计关键

"LVDS板级设计准侧" 在电子设计领域，LVDS（Low Voltage Differential Signaling，低电压差分信号）是一种广泛使用的高速、低功耗、低噪声的接口标准，尤其在Altera FPGA的电路板设计中占据重要地位。LVDS技术通过低电压摆幅和差分信号传输，有效降低了电磁干扰（EMI），同时提供了快速的信号边沿速率，适合高速数据传输。 在设计包含LVDS的PCB时，有几个关键因素需要特别注意： 1. **差分走线**：LVDS信号通常使用两根导线进行传输，其中的电压差定义了信号的逻辑状态。为了确保信号质量和减少反射，差分对的走线应该在离开驱动IC后紧密耦合，并在整个路径上保持恒定间距。同时，差分对的长度应尽可能相同，以减少信号延迟差异。过孔数量应减至最少，以避免阻抗不连续，而90°的锐角转折应替换为圆弧或45°，以降低信号损耗。 2. **阻抗匹配**：由于LVDS的高速特性，阻抗匹配至关重要。任何路径上的阻抗不连续都会导致信号反射，降低信号质量，并可能产生共模噪声和EMI。通常，终端电阻（RT）设置为90Ω到100Ω，通常选择100Ω，与差分线的特征阻抗相匹配，以消除反射。 3. **终端电阻**：终端电阻的正确放置是LVDS系统工作正常的关键。它们应位于接收端附近，与差分对的负载电容一起形成一个闭合环路。终端电阻的选择应考虑到整个系统的电气特性，以确保最佳信号完整性。 4. **串扰和EMI控制**：在设计过程中，必须考虑相邻信号间的串扰，通过合理的布局和屏蔽技术来减少影响。同时，为了符合EMC（Electromagnetic Compatibility，电磁兼容）标准，需要采取措施减少对外部环境的EMI辐射，比如使用屏蔽层、优化布线布局和选择合适的PCB材料。 5. **布局和布线**：LVDS器件的布局应尽量紧凑，减少信号线长度，降低信号传播延迟。布线时，应遵循地平面分割的原则，确保电源和地的稳定性，减少噪声耦合。 6. **测试与验证**：设计完成后，通过仿真工具和实际测试验证LVDS信号的质量，包括眼图分析、抖动测量等，确保设计满足高速传输的要求。 LVDS板级设计涉及到多个方面，需要综合运用高速信号理论和电磁兼容知识，通过精心规划和实施，以确保系统在高速数据传输下的稳定性和可靠性。遵循上述设计准则，可以帮助工程师们避免常见的问题，实现高效、低噪声的LVDS系统设计。