در زمینه طراحی سخت افزار جاسازی شده، مدار قدرت DDR، به عنوان یک واحد منبع برق اصلی، به طور مستقیم بر عملکرد تراشه و ثبات طولانی مدت دستگاه تأثیر می گذارد. به عنوان یک پردازنده با عملکرد بالا،RK3588 الزامات سختگیرانه ای را بر روی طرح قرار می دهداین مقاله، بر اساس مشخصات طراحی رسمی،جنبه های کلیدی فنی طراحی مدار قدرت DDR را از پنج ابعاد اصلی تجزیه می کند: ریختن مس، ویاس ها، خازن های جدا کننده، توپولوژی ردیابی و استانداردهای عرض ردیابی، ارائه مرجع طراحی استاندارد برای مهندسان سخت افزار.

I. VCC_DDR لامیناسیون مس: تمرکز بر "نیازه های فعلی" برای اطمینان از مسیرهای تأمین برق بدون وقفه

لامیناسیون مس "شریان اصلی تامین برق" مدار برق DDR است. طراحی آن به طور مستقیم کارایی انتقال جریان و کنترل افت ولتاژ را تعیین می کند. دو نکته کلیدی نیاز به توجه دارند:

• اولویت بندی محاسبه عرض خط موثر

لایه مس متصل به پین های قدرت RK3588 باید به حداکثر نیازهای جریان تراشه پاسخ دهد. The effective line width must be calculated in advance using the current-line width conversion formula (such as the IPC-2221 standard) to avoid localized overheating or voltage loss due to insufficient line width.

• اجتناب از تقسیم بندی بیش از حد

خط کش روی مسیر لایه بندی مس مسیر فعلی را قطع می کند.تعداد و توزیع از vias باید کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که هر مسیر ورق مس متصل به پین قدرت CPU است "کامل و بدون وقفه،" بدون شکاف واضح.

II. مسیرهای تغییر لایه و مسیرهای GND: "تطابق کمیت" کلید جداسازی اثربخشی خازن است

هنگامی که نیاز به تغییر مسیر منبع تغذیه VCC_DDR وجود دارد، طراحی شبکه باید از اصل "کم کردن ولتاژ و حفاظت از جداسازی" پیروی کند، به طور خاص:

• راه های قدرت: "توضیح متراکم" 9 یا بیشتر

در هنگام تغییر لایه، حداقل ۹ لوله قدرت با مشخصات 0.5 * 0.3 میلی متر باید قرار گیرد. افزایش تعداد لوله ها باعث کاهش استحکامی و مقاومت انگل می شود.کاهش ولتاژ ناشی از تغییر لایه، و تماميت قدرت را تضمین مي کند.

• GND Vias: "قیمت برابر" با Power Vias

تعداد لوله های زمین گیری برای جدا کردن خازن ها باید با تعداد لوله های قدرت مربوطه مطابقت داشته باشد. لوله های GND ناکافی منجر به افزایش مقاومت حلقه خازن می شوند.ضعف قابل توجهی در توانایی خازن جدا کننده برای سرکوب سر و صدای تغذیه و تأثیر بر ثبات سیگنال DDR.

III. جدا کردن ساختار خازن: "اصول نزدیکی + تراز دقیق" باعث حداکثر کردن سرکوب صدا می شود

خازن های جدا کننده به عنوان "فیلترهای سر و صدا" برای منابع برق DDR عمل می کنند.محل قرار گرفتن آنها مستقیماً بر کارایی فیلتر کردن تعیین می شود و باید به طور دقیق به مشخصات زیر پایبند باشند (برای درک واضح تر، نمودار را ببینید):

• هک های اصلی: تراز دقیق پشت

همانطور که در "شکل: نمودار طرحی از RK3588 چیپ VCC_DDR Power Pin Decoupling Capacitors نشان داده شده است،" condensors decoupling در نزدیکی VCC_DDR RK3588's پین قدرت در طرح باید در پشت PCB مربوط به این پین قدرت قرار داده شوداین کار کوتاه ترین مسیر اتصال بین پین و خازن را به دست می آورد و به سرعت سر و صدای فرکانس بالا را در نزدیکی پین جذب می کند.

• خازن های GND PAD: "نزدیک به" پین مرکزی GND تراشه

PAD GND از خازن های جدا کننده باید تا حد ممکن به پین مرکزی GND تراشه RK3588 قرار داده شود تا مسیر زمین را کوتاه کند، مانع زمین را کاهش دهد،و جلوگیری از صدا از اتصال به سیگنال های دیگر از طریق حلقه زمین.

• سایر خازن ها: طرح "نزدیک به تراشه"

خازن های جدا کننده باقی مانده برای پین های غیر هسته ای باید تا حد ممکن به تراشه RK3588 نزدیک شوند، با توجه به منطق طرح در "شکل:قرار دادن خازن های جداکننده بر پشت پین های منبع برق،" اطمینان حاصل شود که تمام خازن ها به طور موثر سر و صدا را در اتوبوس قدرت سرکوب می کنند.

IV. Power Pin Routing: "یک سوراخ، یک پین + توپولوژی تایل" توزیع جریان را بهینه می کند

مسیر VCC_DDR پین قدرت RK3588 نیاز به طراحی "تطابق دقیق + بهینه سازی توپولوژی" دارد. استانداردهای خاص به شرح زیر است:

• پين و ويا: يک به يک مکاتبه:

هر پین قدرت VCC_DDR باید با یک کانال مستقل مطابقت داشته باشد تا از توزیع نابرابر جریان و کمبود برق محلی ناشی از چندین پین که دارای یک ویاس هستند جلوگیری شود.

• راه اندازی لایه بالا:

اتصال متقاطع تایل: همانطور که در "شکل VCC_DDR و VDDQ_DDR Power Pin 'Tile' Chain" نشان داده شده است ، مسیر لایه بالا باید از توپولوژی 'تایل' استفاده کند. اتصال متقاطع توزیع یکنواخت جریان را به دست می آورد.توصیه می شود که عرض مسیر در 10 میلی متر کنترل شود تا ظرفیت حمل فعلی و نیازهای فضای مسیر را متعادل کند..

• حالت LPDDR4x: راه حل اتصال اختصاصی

هنگام استفاده از RK3588 با حافظه LPDDR4x، طرح نشان داده شده در "شکل: RK3588 Chip LPDDR4x Mode VCC_DDR/VCC0V6_DDR Power Pin Routing and Vias" must be followed to adapt to the power supply characteristics of LPDDR4x and ensure the stability of high-frequency memory operation.

V. عرض مسیر و پوشش مس: مدیریت منطقه ای، تعادل جریان و فضا

عرض ردیابی و پوشش مس منبع تغذیه VCC_DDR باید مطابق با "مناطق CPU" و "مناطق محیطی" طراحی شود، در حالی که با سایر مسیرهای سیگنال هماهنگ می شود.الزامات خاص عبارتند از::

• استانداردهای عرض ردیابی سخت

1. منطقه پردازنده (در اطراف پین های قدرت): عرض ردیابی نباید کمتر از 120 میلی لیتر باشد تا نیازهای فعلی تامین انرژی متمرکز به پین های تراشه را برآورده کند.
2. منطقه محیطی (مسیر از ورودی قدرت به CPU): عرض ردیابی نباید کمتر از 200 میلی باشد تا از دست دادن ولتاژ در مسافت های طولانی کاهش یابد.

• طراحی پوشش مس ترجیح داده شده

استفاده از پوشش مس بزرگ به جای ردپای نازک هر زمان که ممکن است. افزایش مس منطقه کاهش مقاومت و افت ولتاژ را بیشتر کاهش می دهد و ثبات منبع برق را بهبود می بخشد.

• اجتناب از سیگنال های دیگر

سیگنال های غیر DDR باید به طور منظم قرار گیرند و از قرار دادن تصادفی اجتناب کنند." اين براي فراهم کردن فضاي کافي براي ريختن مس قوي و به حداقل رساندن خسارت به ريختن مس خاکستري که توسط واس ها، اطمینان از یکپارچگی مسطح زمین (به شکل مراجعه کنید).

خلاصه: "منطق اصلی" طراحی مدار برق DDR

ماهیت طراحی مدار برق RK3588 DDR این است که یک محیط تامین برق پایدار و تمیز برای حافظه DDR را از طریق "کنترل دقیق جریان، به حداقل رساندن مانع مسیر،و سرکوب سر و صدا کارآمداین پنج نقطه کلیدی با هم مرتبط هستند از ورودی های مس تا قرار دادن خازن و تاپولوژی ردیابیهر مرحله باید به سختی با مشخصات برای جلوگیری از مسائل مانند تصادف دستگاه، اشتباهات حافظه و نوسانات عملکرد ناشی از غفلت در جزئیات.

برای مهندسان سخت افزاری، در طراحی واقعی، لازم است که مشخصات را با تمرین مهندسی ترکیب کنید.با توجه به سناریوی واقعی مانند تعداد لایه های PCB و فضای طرح بندی، در حالی که همچنین از ابزارهای شبیه سازی (مانند Altium Designer) استفاده می شود.عملکرد تجزیه و تحلیل یکپارچگی قدرت اثربخشی طراحی را تأیید می کند و اطمینان از قابلیت اطمینان و ثبات محصول نهایی را فراهم می کند..