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                PCI總線(xiàn)PCB設計丨實(shí)現高效外圍部件互連的關(guān)鍵要素

                華秋DFM ? 來(lái)源:華秋DFM ? 作者:華秋DFM ? 2024-06-13 18:31 ? 次閱讀

                PCI(Peripheral Component Interconnect)是一種局部總線(xiàn)標準,它是由英特爾公司開(kāi)發(fā)并推廣的一種高速、同步的通信總線(xiàn)。PCI總線(xiàn)支持32位或64位的總線(xiàn)寬度,并且有多種不同的版本,分別是PCI、PCI-X和PCI Express(PCIe)。PCI總線(xiàn)的工作頻率通常是33MHz,但在較新的版本中,例如PCI Express 2.0,工作頻率提高到了66MHz。

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                PCI總線(xiàn)接口介紹

                PCI總線(xiàn)是一種樹(shù)型結構,并且獨立于CPU總線(xiàn),可以和CPU總線(xiàn)并行操作。PCI總線(xiàn)主要連接一些高速的外部設備,如聲卡、網(wǎng)卡和IDE接口卡等。由于PCI總線(xiàn)是一種同步的通信總線(xiàn),所以其具有高帶寬和低延遲的特點(diǎn),這使得它成為一種高效的通信方式。

                PCI總線(xiàn)有三種不同的版本,分別是PCI、PCI-X和PCI Express(PCIe)。PCI總線(xiàn)接口支持即插即用(Plug and Play)和中斷共享等功能,這使得設備插入系統后,無(wú)需手動(dòng)配置即可自動(dòng)分配IO、MEM空間和IRQ,并且IRQ可以在PCI設備中共享。

                需要注意的是,隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展,PCI總線(xiàn)接口已經(jīng)逐漸被其他更為先進(jìn)的接口所取代,例如PCI Express(PCIe)和USB。

                afb6ef3a-22d4-11ef-8eb4-92fbcf53809c.png

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                PCI總線(xiàn)的引腳定義

                PCI總線(xiàn)是一種常見(jiàn)的計算機總線(xiàn),它的引腳定義包括以下幾個(gè)主要信號。

                TRST#

                測試重置信號,用于將系統重置為初始狀態(tài)。

                TCK

                測試時(shí)鐘信號,用于提供測試時(shí)鐘。

                TMS

                測試模式選擇信號,用于選擇測試模式。

                TDO

                測試數據輸出信號,用于輸出測試數據。

                TDI

                測試數據輸入信號,用于輸入測試數據。

                +5V

                電源電壓信號,提供5伏特的電源電壓。

                INTA#

                中斷輸入信號,用于接收中斷請求。

                12V

                電源電壓信號,提供12伏特的電源電壓。

                GND

                地信號,用于提供接地。

                C/B

                命令/字節使能信號,用于控制數據傳輸的字節使能。

                [7]#

                數據輸出信號,用于輸出數據。

                [5]#

                數據輸入信號,用于輸入數據。

                +V I/O

                I/O供電電壓信號,提供I/O電路所需的電壓。

                +3.3V

                電源電壓信號,提供3.3伏特的電源電壓。

                PAR

                奇偶校驗信號,用于奇偶校驗控制。

                b0ea7b60-22d4-11ef-8eb4-92fbcf53809c.jpg

                3

                PCI總線(xiàn)的PCB設計

                1、差分對采用25/14的過(guò)孔,并且兩個(gè)過(guò)孔必須放置的相互對稱(chēng)。

                2、差分對的兩個(gè)交流耦合電容必須有相同的封裝尺寸,位置要對稱(chēng)且要擺放在靠近金手指這邊,電容值推薦為0.1uF,不允許使用直插封裝。

                3、SCL等信號線(xiàn)不能穿越PCI主芯片。

                4、合理的走線(xiàn)設計可以提升信號的兼容性,減小信號的反射和電磁損耗。

                5、PCI總線(xiàn)的信號線(xiàn)采用高速串行差分通信信號,因此,注重高速差分信號對的走線(xiàn)設計要求和規范,確保PCI總線(xiàn)能進(jìn)行正常通信。

                b114a1c4-22d4-11ef-8eb4-92fbcf53809c.png

                6、PCI是一種雙單工連接的點(diǎn)對點(diǎn)串行差分低電壓互聯(lián)。每個(gè)通道有兩對差分信號,分別是傳輸對Txp/Txn和接收對Rxp/Rxn。該信號工作在2.5GHz并帶有嵌入式時(shí)鐘。嵌入式時(shí)鐘通過(guò)消除不同差分對的長(cháng)度匹配簡(jiǎn)化了布線(xiàn)規則。

                7、PCI與CPU芯片對連,盡量不打過(guò)孔或控制過(guò)孔數量在3個(gè)以?xún)取?/p>

                8、時(shí)鐘信號長(cháng)度控制在2450~2500mil, 其他信號長(cháng)度<=1500mil。

                b135cf3e-22d4-11ef-8eb4-92fbcf53809c.png

                4

                總線(xiàn)的PCB可制造性設計

                阻抗線(xiàn)

                在制造過(guò)程中阻抗線(xiàn)的公差是+/-10%,普通走線(xiàn)一般是+/-20%,阻抗線(xiàn)要求更加精確,因此阻抗線(xiàn)設計最好大于普通線(xiàn)最小的制成能力。

                金手指開(kāi)窗

                金手指是否開(kāi)通窗,如金手指沒(méi)開(kāi)通窗會(huì )存在插接腳接觸等問(wèn)題。

                過(guò)孔設計

                金手指周邊的過(guò)孔盡量遠離金手指,如過(guò)孔太靠近金手指會(huì )影響性能。

                外形倒角

                為了方便金手指插頭插入卡槽,金手指外形需要倒角設計。

                b1815c88-22d4-11ef-8eb4-92fbcf53809c.png

                這里推薦使用一款可制造性檢查的工藝軟件:華秋DFM,其對于PCI總線(xiàn)位置的PCB可制造性檢查有非常大的幫助,不僅可以檢查金手指的焊盤(pán)大小、開(kāi)窗與過(guò)孔設計是否合理,還能模擬計算阻抗線(xiàn)設計是否合理,以及可以提前預防PCI總線(xiàn)的PCB是否存在可制造性問(wèn)題等,全面預防生產(chǎn)隱患和優(yōu)化設計缺陷。

                華秋DFM軟件是國內首款免費PCB可制造性和裝配分析軟件,擁有500萬(wàn)+元件庫,可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能,開(kāi)發(fā)了19大項,52+細項檢查規則,PCBA組裝的分析功能,開(kāi)發(fā)了12大項,600+細項檢查規則。

                基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問(wèn)題,能幫助設計工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問(wèn)題,且能夠滿(mǎn)足工程師需要的多種場(chǎng)景,將產(chǎn)品研制的迭代次數降到最低,減少成本。

                b1ae7042-22d4-11ef-8eb4-92fbcf53809c.jpg

                華秋DFM軟件下載地址(復制到電腦瀏覽器打開(kāi)):

                https://dfm.elecfans.com/dl/software/hqdfm.zip?from=DFMGZH

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