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菊花链和星型走线

一、菊花链

菊花链的走线如下图所示:
在这里插入图片描述
菊花链走线时,先根据主芯片和各个从芯片或负载的布局位置走一条主干道,然后再从主干道上走线至各个从器件和负载。
菊花链没有等长要求,但是要尽量让各个从器件到信号主干道的长度短一点。这样是为了尽最大可能降低分支信号对主干信号的反射干扰。
例如高通平台的 SPMI 时钟信号,由BB/PMK时钟芯片发出,各个电源管理芯片要接收,从而实现整个主板各路信号的同步,如果BB连到了从器件1,再从器件1出线连到从器件2,那么从器件2接收到的 SPMI 信号必然会出现严重失真,所以 SPMI 走线时要注意根据各个从器件分布的位置,将主通路走到从器件旁边,再从主通路上拉出分支走到从器件的信号引脚上。
不光是 SPMI 时钟信号,电源通路也大多使用菊花链走线。因为电源管理芯片输出的某一路电源要为多个模块供电,倘若主芯片连接至从器件1,再从 从器件1的焊盘上拉出线连接至从器件2、3、4、5、6等,那么从器件2、3、4、5、6所需要消耗的电流能量都需要从 从器件1的焊盘上流过,相应的,从器件3、4、5、6所需要消耗的电流能量都需要从 从器件2 的焊盘上流过,这显然非常不合理,一方面会对前面的从器件造成伤害,另一方面前级从器件的焊盘过流能力不足,不足以驱动后级器件正常工作。

优点:可以尽可能降低各负载分支走线长度,避免分支信号对主干信号的反射干扰。菊花链一般适用较低速的信号,它比星型在布局布线上更容易实现。

缺点:菊花链拓扑结构走线的特点,牺牲了时钟、地址和控制信号的同步。

随着芯片制造技术的演进,即使是低速驱动器,其上升沿也变得非常陡峭,这使得低速不低频,更多的高频分量使反射也变成低速信号要考虑的问题了,尤其是多负载菊花链还存在多重反射。菊花链最差波型总是出现在第一个接收器,因为后面每个阻抗不连续点的反射都会影响这里。当前的解决办法一般是在菊花链的两端预留RC匹配滤波。

二、星型走线

在这里插入图片描述
星型拓扑是负载比较多时常用的拓扑结构,驱动器位于星形的中央,呈辐射状与多个负载相连。

优点:星型拓扑可以让负载上收到的信号完全同步。

缺点:星型走线需要主器件对每个支路的从器件分别进行端接,所以主器件的驱动器的负载非常大,必须驱动器有足够大的驱动能力才能使用星形拓扑,倘若主器件的驱动能力不够,则还需要加缓冲器。星型拓扑只能用在相对低速信号上,而且是在各接收芯片需要同步接收的情况,只有在非常严格的时序要求下会采用星形拓扑,因为星型走线的布局布线实现起来也比较困难。

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