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[经验] 走自己的线,就让SI工程师说去吧

2019-7-18 16:39:11  919 仿真 高速PCB设计 NAND
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SI工程师:“关于这部分的走线,你可能要全部改”。

没想到竟得到了SI工程师这样的回答:“不是,我是希尔瑞斯(No, I'm serious)”

短短的几句话其实可以means a lot,既体现了SI工程师看起来很专业的判断,也表达了客户和PCB工程师对此的无奈和困惑,同时还深深的揭露出他们沟通的不顺畅(请执行脑补哭笑表情) 。好吧,原谅我迟迟进入不了主题,对于客户和PCB工程师的困惑,作为SI工程师表示理解,这是客户在我司设计的同类产品的第三款,相同的主控芯片、颗粒和速率,是之前版本的升级,在客户角度理所当然就认为和之前一样的走线拓扑就ok了,请让我再详细介绍下该项目的技术背景。这是一款nand flash(闪存)的设计,我们都知道它的芯片大概就长这个样子。

01.png

这块芯片会有两个通道,从客户的这几个版本的做法看,客户是比较勇于挑战和创新的,他们详细的方案分别如下所示:

02.png

正所谓图糙理不糙,我们知道,每个nand flash主控芯片的通道数肯定是有上限的,那么你想不断增加容量的话,单纯依靠增加flash芯片的数量是不行的,更重要的是需要对通道进行复用。就好像客户这三个版本一样,第一个版本,每个通道都拖一个颗粒芯片的一个通道,就是最简单的一拖一的结构;第二个版本,每个通道拖两个颗粒的一个通道,就是一拖二的结构;第三个就很厉害了,每个通道同时拖两个颗粒的2个通道,从拓扑来看的话就是一拖四,这样主芯片的通道就能够连更多的颗粒。

点对点的结构就没有什么拓扑可言,在常规的533M的速率下基本上你把走线阻抗控制好就没什么问题。客户在第二版尝试一拖二的这种结构时,优先考虑了fly-by的拓扑,正如上图所示一样,然后发现也还好,信号质量都能满足要求。然后就到了我们这篇文章重点描述的第三版了,一拖四的拓扑,就出现了前面的问题了,客户就还是认为走fly-by结构依旧不会有什么问题。客户这种心态,作为SI工程师可以理解,上一版成功的拓扑当然直接移到这一版来嘛,心态可能就像下面这六个字啦。

然而我们SI工程师是很严谨的,无论客户解释得如何无奈,投板时间如何紧张,我们都会以仿真结果来回应。

我们选择一根控制信号WE来进行仿真,最初设计的fly-by拓扑就是这样的:

03.png

我们能清楚的看到,颗粒是正反贴的放置,每个颗粒的两个通道也合并在一起,形成一个一拖四的拓扑。通过仿真后,发现结果是这样的:

04.png

这里只列出了有差异的两个pin接收的波形,为什么只有两个,因此这种结构,类似一个fly-by加小T,因此上图前面两个pin和后面两个pin的波形几乎是相同的,因此为了方便理解,这里列出了差异大的两个波形,我们可以看到红色的波形看起来还是可以的,因为它是在末端的波形,但是蓝色的波形看起来会很糟糕,各种非单调,回沟,肯定是不满足要求,原因就是因为这两个pin处于链路的中间,会受到很多的反射。

这个时候还在坚持fly-by拓扑显然是没什么出路的了,作为SI工程师,不仅要验证出现有拓扑的问题,更重要的找到可以优化的拓扑。这个时候小编用自己并不熟练的layout能力,勉强的画出了想到的优化拓扑,就是下面这样了:

05.png

通过自己自导自演的仿真后,发现效果竟然比较理想(其实小编心里也是有点那啥数的,故意制造一个惊喜的气氛)。

06.png

首先我们看到T拓扑和fly-by拓扑直观上的区别就是,两组pin的时间一致,波形是重合的。另外T拓扑由于对称的结构,可以很大程度的相互抵消反射,因此能维系自身一个很好的波形,So far so good!!!

当然客户和PCB工程师在证据确凿下接受了我要求改动的建议,但是往往理想很丰满,现实会比较骨感一丢丢。这个改动可能比他们想象的会大那么一点点,是的,比较大的一点点。

为什么这么说,因此改拓扑之后需要整组走线一起改,包括地址控制和数据都需要改成T拓扑,更致命的point是在下面,你以为是只有一两个通道?实际上是这样的:

07.png

不好意思,我不忍心再列下去了,这个受伤的案例告诉我们,有时候单凭经验和前面版本是不足以让你很潇洒的投新板,一招鲜在这个慢慢变得高速,拓扑变得复杂的时代可能会有点out了。有时候假如你先做一个通道然后让我们SI工程师瞄一下的话,可能你不用深夜11点还在公司独守空房。我们SI界这几年流行一句话,说是以后会迎来SI的春天。希望我们的春天也是客户和PCB工程师的春天,并不是反而让你们觉得是加重了你们的工作和流程。


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01.png
王栋春 2019-7-18 22:46:07
非常到位的资料分享
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迅得电子 2019-7-19 10:42:36
非常值得借鉴的资料分享,感谢
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