[EvilWrecker 0]

1 hour ago, nden said:

Спасибо за преджложение, на данном этапе хотелось бы обойтись без экзотики. А если уж применять экзотику, тогда, при прочих равных, можно подобрать поинтересней варианты. Например такой - трехвыводной чип-конденсатор от TDK CKD61BJB0J475

Какая же это экзотика Что касается 3х выводных/X2Y то в вашем случае они не нужны- и нет, парт от TDK не интересней(и не при прочих равных), а просто другой.

1 hour ago, nden said:

Цель была посмотреть на частотную зависимость импеданса цепей питания в подобного рода "жирных" платах с прожорливыми потребителями-ПЛИС на борту.

Так для этого платы никакие не нужнытут все на поверхности- у вас сейчас судя по всему 2 проезда в дизайне:
- общее питание на оба ядра, а не индивидуальное
- чрезмерное количество банок с неоптимизированными номиналами(+ смотря на скришнот ваш есть сомнения в качестве разводки 0603 и 0805)
В это же время частота до которой удалось сохранить нужный Z_pdn выглядит реалистичной вполне, хотя я на 99%  уверен что можно еще уйти вправо заметно.

 

[PorychikKize 4]

Стесняюсь спросить, а какими средствами шло моделирование? Встроенными средствами Cadence SPB Allegro and OrCAD 17.4? Cadence Design System Sigrity v19?

И можно ли то же самое сделать в Mentor HyperLynx?

[nden 0]

2 hours ago, EvilWrecker said:

парт от TDK не интересней(и не при прочих равных), а просто другой

ну почему же не интересней? более низкие значения импеданса на более широком частотном диапазоне. Сравните лоб в лоб графики обоих кондеров.

А вообще было бы интересно не только мне прочитать более развернутое ваше мнение насчет сравнения в качестве развязки по питанию данных двух типов конденсаторов.

2 hours ago, EvilWrecker said:

Так для этого платы никакие не нужны

Интерес был глянуть что из себя представляет конкретная отоладочная плата в плане частотной зависимости импеданса цепи питания ядра. Тем более, как писал ранее, опыта в вопросе оптимизации импеданса цепей питания не было до этого.

2 hours ago, EvilWrecker said:

чрезмерное количество банок с неоптимизированными номиналами

Насчет чрезмерного кол-ва - возмоджно Вы правы. Для оценки был выбран наиболее простой путь - на каждый пин питания по развязывающему кондеру типоразмера 0402.

В плане оптимизации стека и топологии печатной платы есть несколько мыслей/вариантов, влияние которых на импеданс цепи питания будет оценено в ближейшее время. Увеличить распределенную емкость объемного резонатора (слой питания+диэлектрик+слой земли), снизить  индуктивность переходных отверстий, по возможности расположить пары слоев питание и земля поближе к микросхеме-потребителю.

 

2 hours ago, PorychikKize said:

Стесняюсь спросить, а какими средствами шло моделирование? Встроенными средствами Cadence SPB Allegro and OrCAD 17.4? Cadence Design System Sigrity v19?

И можно ли то же самое сделать в Mentor HyperLynx?

Сигрити 19, пакет OptimizePI.

Да, насколько я знаю, Гиперлинкс позволяет выполнять анализ целостности питания, целостности сигналов. Оптимизацию по постоянной составляющей (падения напряжения, плотности токов), и частотной (импеданс цепей питания)

[EvilWrecker 0]

1 hour ago, nden said:

ну почему же не интересней? более низкие значения импеданса на более широком частотном диапазоне. Сравните лоб в лоб графики обоих кондеров.

А вообще было бы интересно не только мне прочитать более развернутое ваше мнение насчет сравнения в качестве развязки по питанию данных двух типов конденсаторов.

Все предельно просто- смотрите:
- X2Y/3-х выводные они вообще говоря для "более высоких" частот, и соответственно обычные банки(единицы и более мкФ) они не заменяют, а дополняют. Как большой любитель решать задачу неустановки конденсаторов под бга(100% односторонний монтаж) при использование самых попсовых норм(исключающих любые DFx проблемы даже в иных местах) очень часто делаю так

На картинке не нужно искать чудес, прорыва и пр.- то что изображено просто нормально, не больше и не меньше. Можно сделать и лучше и хуже
- Впечатляющие графики импеданса будут отнюдь не столько впечатляющими при установке предложенных вами банок на плату, по причинам описанным ранее. Чтобы выжать потенциал таких конденсаторов нужна серьезная проработка платы по стеку, нормам, размещению- на "обычных" платах такие графики, вообще говоря, невозможны.
- В тоже самое время имеет смысл прорабатывать разводку обычных 0402, 0805 и пр. Пример просто нормального фанаута, без чудес и пр.

Если делать все правильно, можно это все не просто уносить из под бга, а вообще отдалить довольно серьезно от корпуса. Да, не всегда и не везде, но в вашем случае это легко- 80А это не сверх потребление. 
- Однако, правильно скомбинировав например тот же LLL153 + X2Y то выйдет декап настолько ок, и притом с таким малым числом конденсаторов что не получится его побить даже если ставить все как у вас на каждый пин. Но я на самом деле не уверен, что именно в вашем случае потребуется такая комбинация, скорее всего будет достаточно просто LLL153, а несколько футпринтов под X2Y можно заложить для успокоения.
Но повторюсь, прежде чем чето ставить, возьмите голую борду с бга, фанаутами(обычные, без доворотов) и полигонами, расставьте разные банки разных моделей и номиналов, засуньте в симулятор и посмотрите на то какие графики получатся на самом деле

1 hour ago, nden said:

Интерес был глянуть что из себя представляет конкретная отоладочная плата в плане частотной зависимости импеданса цепи питания ядра. Тем более, как писал ранее, опыта в вопросе оптимизации импеданса цепей питания не было до этого.

Понятно- но тут все дело в том что хилые, и уж тем более их отладки это не образец для подражания/следования. Инфа 100%

1 hour ago, nden said:

Насчет чрезмерного кол-ва - возмоджно Вы правы. Для оценки был выбран наиболее простой путь - на каждый пин питания по развязывающему кондеру типоразмера 0402.

В плане оптимизации стека и топологии печатной платы есть несколько мыслей/вариантов, влияние которых на импеданс цепи питания будет оценено в ближейшее время. Увеличить распределенную емкость объемного резонатора (слой питания+диэлектрик+слой земли), снизить  индуктивность переходных отверстий, по возможности расположить пары слоев питание и земля поближе к микросхеме-потребителю.

Как может выглядеть вариант рабочий:
- 1й слой с компонентами
- 2й земля
- 3й питание/микс
- 4й земля/микс
Конденсаторы на топе, если у бга шаг 1мм, то при адекватной длине фанаута(не в центр между шарами, а максимально близко к конкретному шару), угол фанаута не 45гр, а например 30(+- копейки)- так можно выводить из глубины бга трассу 0.1мм  через все препятствия с зазором 0.1мм. Особенно выстреливает с ддр, когда пинаут камня не позволяет положить байтлейны(часть как минимум) на внешних слоях. У способа, как и принято в таких случаях, есть ярко выраженные достоинства и недостатки:
- Плюс в том что возможно делать немыслимые вещи и паковать все так, как иным и не снилось в самых смелых снах, притом дешево и на попсовых нормах
- Минс в том что цена ошибки крайне высокая, а при числе пинов 1000+ она абсолютна. Т.е. ошибившись в одном месте с кручением фанаутов(а вместе с ними и расположение антипадов), скорее всего ошибетесь во всем(заблокируете выход) и придете к необходимости переразводки с нуля
Не везде это надо, не везде это возможно(например это не работает на х86 современных и сквозных виа), но в случае с фпга с их часто ущербным пинаутом можно и попробовать это дело, если любите высокобюджетные приключения с острым сюжетом.
 

[peshkoff 24]

17 hours ago, nden said:

Частотную зависимость импеданса цепей питания Сигрити изображает на графике так, как это выглядит со стороны БГА-шаров микросхемы-потребителя.

Да какие тут исследования? :) Не понял вашу мысль насчет изучения схемы, будьте добры уточните.

У меня разработчики также ищут постоянно "частотную зависимость" с привлечением сигрити, а потом оказывается, что источники питания спроектированы неправильно. А если и правильно, а потом что-то не работает, меряют "испедансы" дифф линий мультиметром.

 

Мой вопрос в следующем: какой источник питания используется и как измеряете напряжение на ядре? вписываетесь в необходимые 3%?

[moon333 0]

40 minutes ago, peshkoff said:

У меня разработчики также ищут постоянно "частотную зависимость" с привлечением сигрити, а потом оказывается, что источники питания спроектированы неправильно. А если и правильно, а потом что-то не работает, меряют "испедансы" дифф линий мультиметром.

Источник питания тоже можно задать в модели как VRM. Он как правило ограничивает низкий импеданс до потребителя только на низких частотах. Самая простоя модель VRM ограничивается идеальный источник + индуктивность(индуктивностью задаётся скорость обратной связи). На высоких частотах (там где индуктивность от VRM говорит своё Я) будьте добры обеспечить Ztarget за счёт конденсаторов, топологии и стека.

 

Quote

Мой вопрос в следующем: какой источник питания используется и как измеряете напряжение на ядре? вписываетесь в необходимые 3%?

Не вижу проблем обеспечить 3% точности.
Но в таких задачах основная сложность в IRdrop(падение напряжение от источника до потребителя). С IRdrop всё становится сложнее т.к. это падение как раз может быть выше чем 3% от требуемого напряжения. Но это тоже решается, берут обратную связь прям с нагрузки. А ещё лучше, чтобы усилитель обратной связи был с диф. входом, тогда получится скомпенсировать падение напряжение как на + так и на -(в DC/DC эта функция называется Remote Sense).

[Soldier 0]

On 8/11/2020 at 9:55 PM, EvilWrecker said:

В порядке чистого любопытства позвольте спросить- не помог совет?

Мне как-то любопытно стало- зашел на ютуб канал псбсофта посмотреть типа мастер класс, как увидел "фильтрующие" конденсаторы(от чего фильтрует?)/ уход от ответа на вопрос про расчет таргета/ SPICE модели(?) конденсаторов(вопрос про местный розлив) вместо S параметров/ резонансы в PDN на 889МГц и пр. удивительные истории, так сразу повеселел- ну а рассказ про подбор частоты в которой соблюдается таргет для ддр3/4(да и остальное из ответов)почти тянет на сенсацию И к слову, почему именно SIGRITY?
 

Это картинка с сайта лектора: https://ensol-ltd.ru/stati/11-optimizaciya-impedansa-poligona-pitaniya-2-5v-40ma

При таком способе подключения конденсаторов к полигону возникает вопрос).  Зачем оптимизировать если изначально сделано криво. ))

Как можно учить кого то и чему то, если сам... сказки рассказывает)

 

[Flood 12]

2 часа назад, Soldier сказал:

Это картинка с сайта лектора: https://ensol-ltd.ru/stati/11-optimizaciya-impedansa-poligona-pitaniya-2-5v-40ma

При таком способе подключения конденсаторов к полигону возникает вопрос).  Зачем оптимизировать если изначально сделано криво. ))

Как можно учить кого то и чему то, если сам... сказки рассказывает)

Лектор вроде анализом занимается, а не трассировкой? Ему на каком-то семинаре уже задавали этот вопрос - зачем нужен софт за миллионы денег, когда в данном примере кривизна видна невооруженным глазом :) Ответ, правда, был не очень внятным.

[Soldier 0]

51 minutes ago, Flood said:

Лектор вроде анализом занимается, а не трассировкой? Ему на каком-то семинаре уже задавали этот вопрос - зачем нужен софт за миллионы денег, когда в данном примере кривизна видна невооруженным глазом :) Ответ, правда, был не очень внятным.

Так задача анализа - дать рекомендации топологу что не так сделано, а не показать красивые картинки с графиками и говорить умными фразами.

А зачем анализировать заведомо кривую плату? Да еще пример выклдаывать на своем сайте, показывая как мол здорово можно решить проблему оптимизацией номиналов конденсаторов.

Думаю так.)

[EvilWrecker 0]

6 hours ago, moon333 said:

Источник питания тоже можно задать в модели как VRM. Он как правило ограничивает низкий импеданс до потребителя только на низких частотах. Самая простоя модель VRM ограничивается идеальный источник + индуктивность(индуктивностью задаётся скорость обратной связи). На высоких частотах (там где индуктивность от VRM говорит своё Я) будьте добры обеспечить Ztarget за счёт конденсаторов, топологии и стека.

Не знаю что именно имел в виду @peshkoff, тем более что простор для лажи в источниках питания вполне имеется- но вот один из распространенных примеров: ставят контроллер с внешней компенсацией(и непременно какой-нибудь показательно дремучий, из ранних 2000х), при работе далее как минимум все это странно себя ведет. Номиналы для Type 3 compensator были взяты в лучшем случае из даташита копипастом, а бывают что из интырнета или случайно. 

А потом все точно как по тексту:

7 hours ago, peshkoff said:

У меня разработчики также ищут постоянно "частотную зависимость" с привлечением сигрити, а потом оказывается, что источники питания спроектированы неправильно. А если и правильно, а потом что-то не работает, меряют "испедансы" дифф линий мультиметром.

Ну а после уже идут ценные советы- типа "вырезать землю/всю медь под индуктором а то все шумит и вообще наводки" , "все земляные виа унести в одну точку", "надо резать землю на цифру и аналог", "надо поставить больше фильтров 10нФ и 1нФ, и вообще питание ядра пропускать через ферритовую шайбу".

5 hours ago, Soldier said:

При таком способе подключения конденсаторов к полигону возникает вопрос).  Зачем оптимизировать если изначально сделано криво. ))

Как можно учить кого то и чему то, если сам... сказки рассказывает)

 

Вопрос совершенно правильный и резонный- однако здесь надо отдать должное: борда взята чужая судя по всему(т.е. разводили другие иксперты) и разбирались с тем что есть. И даже тут выкидывали 0.1мкФ и ставили 1мкФ

Quote

Сменив емкость конденсатора с посадочным местом С72 на 1мкФ (ранее 0,1 мкФ), получили матрицу: С57 (0805) – 10 мкФ, С64 (1206) – 1 мкФ, С72 (0402) – 1 мкФ. Из рисунка 3 видим, что при этом нивелируется скачок импеданса около 16 МГц.

Помимо прочего там пишут что для этого 2.5В питания:

Quote

При этом ПЛИС потребляет по этому питанию 40 мА постоянного тока.

В таргет конечно уложились, только решение видится сильно избыточным. Так себе пример, как ни крути- ну зато легко попасть в 125МГц(или нет?)

Quote

Применили автоматизированный подбор матрицы емкостей для борьбы со скачком импеданса до рабочей частоты в 125 МГц.

Далее

3 hours ago, Flood said:

Лектор вроде анализом занимается, а не трассировкой? Ему на каком-то семинаре уже задавали этот вопрос - зачем нужен софт за миллионы денег, когда в данном примере кривизна видна невооруженным глазом :) Ответ, правда, был не очень внятным.

Ну, как минимум у разных дезигнеров совершенно разные понятия о том что криво, а что нет- я почти уверен что даже на этом форуме, не будь упомянутых картинок, непременно нашлись бы персонажи орущие из каждого утюга, что мол де "а мы так делаем и у нас все работает".
 

[Soldier 0]

1 hour ago, EvilWrecker said:

Ну, как минимум у разных дезигнеров совершенно разные понятия о том что криво, а что нет- я почти уверен что даже на этом форуме, не будь упомянутых картинок, непременно нашлись бы персонажи орущие из каждого утюга, что мол де "а мы так делаем и у нас все работает".

 

Совершенно согласен. Но когда потом бывает так: на столе работает, а  в стойке, в системе  часто возникают интересные глюки).

Но задача Signal Integrity engineer не в лоб что то расчтывать и оптимизировать и получать волшебные матрицы конденасторов и показывать руководству красивые картинки с распределением токов и графиков с частотками (начальство любит красивые картинки, а принтеры цветные красиво их печатают заразы ), а дать рекомендации в устранении ошибок в топологии, как первопричину проблемы.

И думаю нормальным Signal Integrity engineer не станешь без опыта практической разработки. Сам tool мало изучить. Надо понимать физику процесса, а для этого лучше всего читаем до дыр Джонсона-Грэхема, да Эрика Богатина.

Здесь бываем: https://www.signalintegrityjournal.com/

Есть куча webinars того Богатина и сама его книга.

Можно купить на русском языке: Джонсон, Грэхем: Конструирование высокоскоростных цифровых устройств. Начальный курс черной магии https://www.labirint.ru/books/736137/

Во еще классная книга с примерами практических расчетов: https://www.amazon.com/High-Speed-Circuit-Signal-Integrity-Second/dp/1608079775/ref=sr_1_2?crid=1F4JKNWOXNHP7&dchild=1&keywords=high+speed+circuit+board+signal+integrity&qid=1597688443&sprefix=high+speed+circuit+%2Caps%2C310&sr=8-2

Все это можно найти в pdf или выдавить у руководства деньги  на покупку оригинальной книги).

 

 

 

[EvilWrecker 0]

26 minutes ago, Soldier said:

Но когда потом бывает так: на столе работает, а  в стойке, в системе  часто возникают интересные глюки).

А так и происходит "Это норма!"(с)

27 minutes ago, Soldier said:

Но задача Signal Integrity engineer не в лоб что то расчтывать и оптимизировать и получать волшебные матрицы конденасторов и показывать руководству красивые картинки с распределением токов и графиков с частотками (начальство любит красивые картинки, а принтеры цветные красиво их печатают заразы ), а дать рекомендации в устранении ошибок в топологии, как первопричину проблемы.

И думаю нормальным Signal Integrity engineer не станешь без опыта практической разработки. Сам tool мало изучить. Надо понимать физику процесса, а для этого лучше всего читаем до дыр Джонсона-Грэхема, да Эрика Богатина.

Не так- говоря про SI/PI анализ, существуют 2 основные задачи:
- создание правил проектирования(тех самых design rules и прочих guidlelines)
- получения ясности того, как далеко можно зайти нарушая эти правила при корректной работе дивайса 
Глубина погружения в эти задачи как раз и определит границу между просто псб дезигнером и си/пи инженегром. Для последнего один из основных навыков эта радиоизмерения- и не просто китайским мультиметром потыкать, а серьезно, т.е. с уклоном метрологию и средства этих самых измерений(что есть целая наука, почетная и уважаемая).

Просто знание тула безусловно не является достаточным-  к примеру на этом же форуме немало проскакивало различных "модельеров", своими результатами и доводами вызывающих нечто среднее между насмешкой и брезгливостью. В тоже самое время, ничто так не помогает решать SI/PI задачи как наличие своей головы (притом не наполненной всяким говном с интырнетов)- как минимум чтобы уметь отличать разницу между rules of thumb и rules of dumb. Теория без практики мертва, но практика без теории слепа- гайды могут быть полезны(далеко не все), но в основе знания должны быть не они: в конце концов, многим разум и знание заменяет известное имя в гайде, или известный бренд/компания

К слову, говоря про озвученные книги Джонсона(которые сами по себе несколько переоцененные, наравне с IPC сертификацией)- в контексте задачи тс прок от них в лучшем случае минимальный.

[nden 0]

22 hours ago, EvilWrecker said:

X2Y/3-х выводные они вообще говоря для "более высоких" частот, и соответственно обычные банки(единицы и более мкФ) они не заменяют, а дополняют.

Это понятно, как раз и смотрю на 3-выводные кондеры как на дополнение к bulk алиминий-полимерным, керамике 0805, 0603, с собственным резонансом на значительно более низких частотах;  на замену россыпи большого кол-ва 0402

22 hours ago, EvilWrecker said:

В тоже самое время имеет смысл прорабатывать разводку обычных 0402, 0805 и пр. Пример просто нормального фанаута, без чудес и пр.

Однако, правильно скомбинировав например тот же LLL153 + X2Y то выйдет декап настолько ок, и притом с таким малым числом конденсаторов что не получится его побить даже если ставить все как у вас на каждый пин. Но я на самом деле не уверен, что именно в вашем случае потребуется такая комбинация, скорее всего будет достаточно просто LLL153, а несколько футпринтов под X2Y можно заложить для успокоения

Спасибо за рекомендации, приму к сведению.
По стеку есть возможность поднять пары питание/земля ядра на один слой ближе к потребителю.

 

9 hours ago, peshkoff said:

Мой вопрос в следующем: какой источник питания используется и как измеряете напряжение на ядре? вписываетесь в необходимые 3%?

Источник питания - силовые транзисторные ключи и "цифровой" ШИМ-контроллер от Renesas/Intersil с обратной связью/remote sense, снимающей показания выходного напоряжения, например, с контактных площадок под BGA (смотря куда завести дифф. пару обратной связи).

Возможно Вы неправильно поняли, я уточню - устрояство в "в железе" не произведено, собрано. Находится на этапе оптимизации развязки по питанию.

Как указывал в первом сообщении, анализ плотности токов и падения напряжения провели, небольшие правки понадоблось внести. В целевые 3% укладываемся. Это без учета возможности снятия ШИМ-контроллером показаний выходного напряжения непосредственно на выводах микросхемы-потребителя, или рядом, если расположить равноудаленно от двух микросхем с общей цепью питания от одного регулятора напряжения.

 

9 hours ago, moon333 said:

Но это тоже решается, берут обратную связь прям с нагрузки. А ещё лучше, чтобы усилитель обратной связи был с диф. входом, тогда получится скомпенсировать падение напряжение как на + так и на -(в DC/DC эта функция называется Remote Sense)

Наш случай.

 

47 minutes ago, Soldier said:

Надо понимать физику процесса, а для этого лучше всего читаем до дыр Джонсона-Грэхема, да Эрика Богатина.

Здесь бываем: https://www.signalintegrityjournal.com/

Есть куча webinars того Богатина и сама его книга.

Я всего-лишь придирчивый, нудный "заказчик", однако за за наводку на ресурс и литературу Вам спасибо.

[Soldier 0]

1 hour ago, EvilWrecker said:

А так и происходит "Это норма!"(с)

Не так- говоря про SI/PI анализ, существуют 2 основные задачи:
- создание правил проектирования(тех самых design rules и прочих guidlelines)
- получения ясности того, как далеко можно зайти нарушая эти правила при корректной работе дивайса 
Глубина погружения в эти задачи как раз и определит границу между просто псб дезигнером и си/пи инженегром. Для последнего один из основных навыков эта радиоизмерения- и не просто китайским мультиметром потыкать, а серьезно, т.е. с уклоном метрологию и средства этих самых измерений(что есть целая наука, почетная и уважаемая).

Просто знание тула безусловно не является достаточным-  к примеру на этом же форуме немало проскакивало различных "модельеров", своими результатами и доводами вызывающих нечто среднее между насмешкой и брезгливостью. В тоже самое время, ничто так не помогает решать SI/PI задачи как наличие своей головы (притом не наполненной всяким говном с интырнетов)- как минимум чтобы уметь отличать разницу между rules of thumb и rules of dumb. Теория без практики мертва, но практика без теории слепа- гайды могут быть полезны(далеко не все), но в основе знания должны быть не они: в конце концов, многим разум и знание заменяет известное имя в гайде, или известный бренд/компания

К слову, говоря про озвученные книги Джонсона(которые сами по себе несколько переоцененные, наравне с IPC сертификацией)- в контексте задачи тс прок от них в лучшем случае минимальный.

Спорить тут не буду по поводу Джонсона, но там есть все чтобы начать читать по этой области. Тем более это единственная книга переведенная на русский язык. И людям недостаточно владеющим английским языком очень будет полезная. Книгу Кечиева я не учитываю, тем более там даже рисунки сдернуты из книги Эрика Богатина. Предпочитаю оригинал.

А голову и опыт никто не отменял. Но моделирование без опыта это пардон.... Херня-с.

[PorychikKize 4]

10 hours ago, nden said:

Источник питания - силовые транзисторные ключи и "цифровой" ШИМ-контроллер от Renesas/Intersil с обратной связью/remote sense, снимающей показания выходного напоряжения, например, с контактных площадок под BGA (смотря куда завести дифф. пару обратной связи).
 

Наш случай.

А не сориентируете на конкретный чип? (такие схемы питания пока не делал, но хочу посмотреть на них).