[ PCB ] Trace Length

PCB artwork 작업을 하는데 Trace length는 어떻게 구해야 되는 것일까?

고속신호를 설계 할수록 Trace length의 영향을 많이 받는다.

우선 우리는 주파수(속도) 와 length의 관계를 수학적으로 알아보고 datasheet 에서 어떻게 확인하는지 알아보자

 

PCB

사진 및 자료 출처:

https://electronics.stackexchange.com/questions/228306/pcb-trace-layout-to-minimize-inductance

클록 주파수를 통한 전파 시간 계산:

클록 주파수(f)를 이용하여 클록 주기(T)를 계산 T=1/f

ex) 1Ghz 클럭 주파수, T=1/1x10^9 = 10ns

* 엑셀 대입시 : = 1/(1*10^9)

100 Mhz = 10ns

1000 Mhz = 1G = 1ns

10G = 0.1ns = 100ps

신호 전파 속도 계산:

PCB 기판의 유전율(εr)을 이용하여 신호 전파 속도(v)를 계산 v=c/√ εr

ex) FR4 유전율(εr) : 4.4 (쉽게 계산을 위해서)  / 빛의 속도 (c) : 3x10^8 (m/s) 

 = 3x10^8 (m/s) * √ 4.4 = 1.5 ×10^ 8 (m/s)

 * 엑셀 대입시 : = (3*10^8)/SQRT(4.4)

 

한 클록 주기 동안 이동 가능한 거리 계산:

 

신호가 한 클록 주기 동안 이동할 수 있는 거리(d)를 계산  d=VxT

ex) d= 1.5×10^ 8 (m/s) x 1ns = 0.15 m

 

결론 : 고속 신호를 설계할 경우 한 클럭의 주기 이동 거리 안으로 트레이스 길이를 조절해야 된다. 

 

 

 

DATAsheet 확인 방법

 

USB Length

사진 및 자료 출처: https://developer.nvidia.com/

 

micron.com (Home) -> Memu -> DRAM -> DDR4 SDRAM-> Technical Note -> Point-to-Point Design Guide

 

Point-to-Point Design Guide  DDR4 Trace length

사진 및 자료 출처: https://www.micron.com/