TWI450645B - 多重負載拓撲架構 - Google Patents

Description

多重負載拓撲架構

本發明係關於一種多重負載拓撲架構。

電子技術的發展使得IC（積體電路）的工作速度愈來愈快，工作頻率愈來愈高，其上設計的負載即晶片數也愈來愈多，於是設計者在設計時經常需要將一個訊號控制端連接至兩個甚至多個晶片，用於為該等晶片提供訊號。

請參照圖1，其為習知技術中多重負載拓撲架構圖，其中包含有一訊號控制端10及六個接收端20、30、40、50、60、70，其中該訊號控制端10與該等接收端20、30、40、50、60、70之間採用菊花鏈拓撲架構相連接，該等接收端20、30、40、50、60、70可以為各種晶片。

在此架構中，驅動訊號是從訊號控制端10發出沿傳輸線到達各接收端20、30、40、50、60、70，由於驅動訊號在傳輸過程中要分流至各個接收端20、30、40、50、60、70，只要傳輸路徑不連續即會造成阻抗不匹配，驅動訊號沿傳輸路徑傳輸時遇到阻抗不匹配就會產生大小不一的反彈訊號，各種雜亂的反彈訊號疊加於各個接收端20、30、40、50、60、70，造成電壓過大或過小，甚至導致非單調（non-monotonic）現象發生，從而影響了訊號完整性，更嚴重將導致時序與數位運算發生錯誤。

請繼續參照圖2，其為對圖1中六個接收端20、30、40、50、60、70所接收的訊號進行仿真驗證的波形圖，圖中的六條訊號曲線分別對應為該接收端20、30、40、50、60、70的訊號仿真曲線，從圖中我們可以看出，有部分訊號仿真曲線在90ns-100ns時間段內產生了嚴重的非單調現象，其有可能會影響訊號的完整性，更有可能導致時序和數位運算錯誤。另外，正常的操作電壓範圍為0-3.3V，但由於阻抗不匹配所造成的反彈電壓疊加到各個接收端使操作電壓範圍變為-0.8-4V，長期使用可能會造成晶片損壞。

鑒於以上內容，有必要提供一種多重負載拓撲架構，用於減弱因阻抗不匹配而引起的反彈訊號及接收端所接收訊號的非單調現象，以提升系統工作的穩定性。

一種多重負載拓撲架構，包括一用於發送驅動訊號的訊號控制端、複數接收該驅動訊號的接收端及複數傳輸線，該訊號控制端透過該等傳輸線依次連接該等接收端，該訊號控制端與其相鄰的接收端之間的傳輸線的寬度及距離該訊號控制端最遠的兩相鄰接收端之間的傳輸線的寬度大於其他部分傳輸線的寬度。

上述多負載拓撲架中，透過將該接收端的頭尾兩段傳輸線的寬度加寬，可使該兩段傳輸線上的阻抗值最小，從而使因阻抗不匹配而引起的反彈訊號大大減弱，提高了系統工作的穩定性。

請參照圖3，本發明多重負載拓撲架構較佳實施方式包括一訊號控制端100、六個接收端200、300、400、500、600、700、兩電阻RS1、RS2及複數傳輸線，其中該訊號控制端100與該等接收端200、300、400、500、600、700之間採用菊花鏈拓撲方式相連接，該訊號控制端100透過該等傳輸線依次連接該等接收端200、300、400、500、600、700。

該訊號控制端100與該等接收端200、300、400、500、600、700之間的傳輸線中，位於頭尾兩部分的傳輸線，即該訊號控制端100與該接收端200之間的傳輸線以及該接收端600與該接收端700之間的傳輸線設置為加寬的傳輸線，即該訊號控制端100與該接收端200之間的傳輸線以及該接收端600與該接收端700之間的傳輸線的寬度大於其他部分傳輸線的寬度。由於頭尾兩部分的傳輸線被加寬，故此兩部分傳輸線上的阻抗值最小，從而可使因阻抗不匹配而引起的反彈訊號減弱，提高了系統工作的穩定性。

該電阻RS1設置於接收端300與400之間的傳輸線上，該電阻RS2設置於接收端400與500之間的傳輸線上。本實施方式中，該接收端300與400所接收的訊號容易產生非單調現象，故將他們的後端連接該兩電阻RS1及RS2，透過連接該兩電阻RS1及RS2可減弱該接收端300與400所接收的訊號的非單調現象，此處可設定該兩電阻RS1及RS2的電阻值均為47歐姆。其他實施方式中，可在實際會產生非單調現象的接收端後連接相應的電阻，不局限於本實施方式中設置在該兩個接收端300與400之後，如果每個接收端均不會產生非單調現象則不需設置電阻，如果設置電阻的話，對於電阻值的確定可透過多次試驗得出最佳值。

上述菊花鏈拓撲架構中，還可將傳輸線頭尾兩個位置設置為最重要的元件（如功能晶片），即設置該兩接收端200及700為最重要的元件，中間位置設置相對不重要的元件（如測試用元件或接頭式元件等），由於頭尾兩個位置的訊號干擾較其他位置的訊號干擾相對要弱，故將最重要的元件設置在頭尾兩個位置可提高系統的穩定性。如果該等接收端200、300、400、500、600、700的元件同樣重要的話，各元件的擺放位置可任意設置。

請繼續參照圖4，其為對圖3中六個接收端200、300、400、500、600、700所接收的訊號進行仿真驗證的波形圖，圖中的六條訊號曲線分別對應為該接收端200、300、400、500、600、700的訊號仿真曲線，從圖中我們可以看出，所有訊號仿真曲線的非單調現象均以基本消除，並且電壓範圍也基本介於正常的操作電壓範圍（0-3.3V）之間，故該系統工作的穩定性得到了大大的提高。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

100‧‧‧訊號控制端
RS1、RS2‧‧‧電阻
200、300、400、500、600、700‧‧‧接收端

圖1係習知多重負載拓撲架構示意圖。

圖2係對圖1中多負載所接收的訊號進行仿真驗證的波形圖。

圖3係本發明多重負載拓撲架構較佳實施方式的架構示意圖。

圖4係對圖3中多負載所接收的訊號進行仿真驗證的波形圖。

100‧‧‧訊號控制端

RS1、RS2‧‧‧電阻

200、300、400、500、600、700‧‧‧接收端

Claims (6)

1. 一種多重負載拓撲架構，包括一用於發送驅動訊號的訊號控制端、複數接收該驅動訊號的接收端及複數傳輸線，該訊號控制端透過該等傳輸線依次連接該等接收端，其改良在於：該訊號控制端與其相鄰的接收端之間的傳輸線的寬度及距離該訊號控制端最遠的兩相鄰接收端之間的傳輸線的寬度大於其他部分傳輸線的寬度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多重負載拓撲架構，其中該等接收端中至少一個接收端的後端連接一電阻，以減弱該至少一接收端所接收的訊號的非單調現象。
3. 如申請專利範圍第2項所述之多重負載拓撲架構，其中該等接收端為六個，與該訊號控制端相距在第二近及第三近的接收端後各設有一電阻。
4. 如申請專利範圍第3項所述之多重負載拓撲架構，其中該兩電阻的電阻值均為47歐姆。
5. 如申請專利範圍第1項所述之多重負載拓撲架構，其中與該訊號控制端距離最近與最遠的接收端的元件為該等接收端中最重要的兩個元件，其他位置的接收端可設置為非重要的元件。
6. 如申請專利範圍第5項所述之多重負載拓撲架構，其中該重要的元件為功能晶片，該非重要的元件為測試用元件或接頭式元件。