Xilinx KCU105 Evaluation Kit로 알아보는 DDR4 PCB 설계(6)

Xilinx KCU105 Evaluation Kit로 알아보는 DDR4 PCB 설계(6)

DDR4의 PCB 배선 두께는 어떻게 결정해야 하는지 알아보자.

KCU105 Evaluation 보드의 PCB 파일을 보면 임피던스 데이타가 있다.

총 층 수는 16층이다.

두께는 1.6T (=1.6mm).

빨간색 부분이 Single 라인 임피던스 데이타이고,

파란색 부분이 Differential 라인 임피던스 데이타이다.

임피던스를 맞춰주는 이유는

신호를 정확하게 전달하기 위해서다.

예를들어, 전화통화 할 때

나는 "사랑해~" 라고 말했는데

중간에 선이 이상해져서 듣는 사람이 "사망해~" 라고 들으면 대화가 이상해진다.

PCB 임피던스는 PCB 설계자나 회로 설계자가 직접 맞출 수도 있겠지만

PCB 제작 업체에 임피던스를 몇 옴으로 맞춰 달라고 의뢰하면

업체에서 배선 두께, 폭 등을 결정해 데이타를 보내준다.

PCB 설계자는 그 데이타를 보고 배선을 하면 된다.

.

.

KCU105 Evaluation 보드의 배선 두께를 확인해 보자.

먼저 Data Single 라인 중 아무거나 속성을 들여다 보자.

위 세장의 사진은 모두 DQ17 라인이다. 3층에 배선되어 있다.

그런데 두께가 제각각이다.

via에서 빠져 나온 선은 3.75mil,

그 다음은 5.5mil,

그 다음은 5.6mil, 로 세 종류 두께로 배선되어 있다.

임피던스 데이타를 다시 확인해 보면,

3.75mil은 50옴,

5.6mil은 39옴,

5.5mil은 36옴으로 되어 있다.

왜 라인 하나에 임피던스가 여러가지인걸까?

Xilinx에서 제안하는 가이드를 보자.

Data라인 구성을 보면

L0 Breakout,

L1 Main,

L2 Breakout 이 있다.

L0 Breakout은 50옴,

L1 Main은 39옴,

L2 Breakout은 50옴으로 설계 하라고 되어 있다.

Datasheet를 보니 PCB 파일에서 왜 라인 하나에 배선 두께가 여러가지였는지 확인이 된다.

부품이랑 가까운 짧은 구간인 Breakeout은 50옴을 맞추기 위해 3.75mil로 배선되었고

Main은 39옴을 맞추기 위해 5.6mil로 배선되었다.

근데 5.5mil은 그냥 5.6mil로 해도 되는데 왜... 오차범위안에 들어가니까 그냥 했나보다.

암튼,

DDR4 DQ17라인 임피던스는 위와 같이 배선되어 있다.

다른 라인들도 PCB 설계 파일과 데이타시트를 비교해가며 배선 두께를, Differential 라인은 폭까지 확인해 볼 수 있다.

.

.

DDR4 배선 두께를 결정하는 방법을 정리하면

1. 먼저 데이타시트 상에서 제안하는 임피던스를 확인하고,

2. PCB 층 수, PCB 두께, PCB 재질과 함께 어느 층에 몇 옴 라인을 배선 할 것인지 결정해서 PCB 제작 업체에 임피던스 데이타를 의뢰하고

3. 회신 받은 데이타의 배선 두께, 폭으로 PCB 설계를 진행하면 된다.