Diseño de alta velocidad: El complejo mundo de la tecnología PCB

Cuando decides crear un producto para el mundo moderno, no es fácil crear un diseño de alta velocidad que supere las técnicas de diseño y los límites de la tecnología PCB (Printed Circuit Board por sus siglas en inglés) o Placas de Circuito Impreso (en español).

Pero, ¿qué es la tecnología PCB? Son las bases que conectan a los componentes eléctricos. ¿Cómo es posible eso? Utilizando almohadillas, pistas conductoras, etc. En resumidas palabras, es la tecnología que permite diseñar interfaces de alta velocidad como SerDes, DDR4, 40 Gigabit Ethernet y PCI Express.

¿Por qué es tan complicado el diseño de PCB para apps de alta velocidad?

Este es un punto muy importante, porque no solo se trata de cumplir con los requisitos de la carcasa mecánica o diseñarlo de forma rápida y eficiente. Además, se debe tener en cuenta la ubicación de cada conector, procesador y módulo de memoria, de forma que se pueda definir el diseño de interconexión.

Si ya dominas cada uno de estos puntos del diseño de alta velocidad, ¡felicidades! Eso quiere decir que ya dominas estas especificaciones.

Herramientas de diseño de alta velocidad

Lo primero que debes hacer es enrutar tu tarjeta con la finalidad de cumplir con las especificaciones del diseño de alta velocidad. Posteriormente debes agilizar y automatizar el enrutamiento de alta velocidad. Luego administrar las especificaciones de apilado de capas para tener en cuenta los materiales basados en PTFE y otros materiales de alta velocidad. Y, por último, diseña intrincadas características de PCB de RF y microondas rápidamente con herramientas dedicadas para biselar y crear patrones de cobre complejos.

Como consejo adicional, recomendamos que las restricciones de alta velocidad se utilicen en todas las fases del proceso de diseño, para evitar problemas más adelante.

Para ello deberás configurar las restricciones de diseño de alta velocidad y las reglas y restricciones deben estar totalmente sincronizadas con la PCB para que pueda verificar con exactitud que el diseño cumple con las especificaciones.

Análisis del diseño

El cuidado del diseño de alta velocidad es tan preciso que no importa cuánto tiempo haya necesitado para asegurarte de que tu dispositivo cumpla con las especificaciones. Si en algún punto del proceso de diseño algo no funciona, habrá que volver al principio.

Dicho esto, es importante contar con buenas herramientas para COMPROBAR EL VER, SSN y EMI para evitar volver varias veces al tablero de dibujo.

Además, deberás realizar un análisis de integridad de la señal para asegurarte de que tu dispositivo funciona a la perfección. Esto puede hacerse a través de la simulación de circuitos analógicos y digitales.

Igualmente es importante llevar a cabo un análisis de impedancia completa, reflexión de la señal e interferencia, para verificar que el rendimiento de alta velocidad en tu tarjeta sea el esperado.

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