English Summary

After moving several major components, the DDR routing also had to be redesigned.

Ideally, DDR traces would be routed without VIA transitions or signal crossings. However, on this compact six-layer board, only four layers were available for signal routing, making a completely crossing-free layout unrealistic.

The address and command signals were especially difficult because the Zynq pin arrangement caused many traces to cross each other.

At first, the traces were routed wherever space was available. This worked for a while, but eventually there was no room left for the VIAs needed to move signals between layers.

The routing strategy was then changed.

Instead of adding VIAs only when they became necessary, possible VIA locations were reserved in advance, roughly at regular intervals. The DDR traces were then routed while using these planned locations as layer-transition points.

This made the routing much easier to organize and helped all of the signals fit successfully.

The experience felt surprisingly similar to urban planning. If roads are added one by one without considering future intersections, the city eventually becomes difficult to navigate. PCB routing works in much the same way.

For dense DDR routing, it is important to plan difficult areas, signal crossings, and VIA locations before the board becomes crowded.

The detailed length matching and final optimization will be covered in a future article.

eMMCの変更によって主要部品の配置が変わったため、DDR配線も基本的にやり直しになりました。

DDR配線では、できればVIAを使わず、配線同士のクロスも避けたいところです。

ただし今回の基板は6層構成で、実際に信号配線へ使える層は限られています。

その中でDDRの多数の信号をすべてクロスなしで通すのは、現実的には不可能でした。

そこで今回は、

どこでVIAを使い、どこで別の層へ逃がすか

を最初から考えながら配線する必要がありました。

ZynqのDDR信号はきれいに並んでいるわけではない

特に悩んだのが、アドレスやコマンド系の信号です。

Zynq側のピン配置を見ると、これらの信号が配線しやすい順番にきれいに並んでいるわけではありません。

そのため、DDR側へ持っていこうとすると、どうしても信号同士が交差します。

最初は、

「とりあえず通せるところから通していけばいいだろう」

という感じで配線していました。

ところが途中まで進めたところで問題が起きました。

VIAを置く場所がなくなったのです。

配線より先にVIAの場所がなくなる

信号を別の層へ移動させるにはVIAが必要です。

ところが、先にどんどん配線してしまうと、後から必要になったVIAを置く場所が残っていません。

「この信号を下の層へ逃がしたい」

と思っても、周囲はすでに配線や部品で埋まっています。

これではまずいと思い、一度考え方を変えました。

先にVIA候補を並べておく

そこで、配線を始める前に、

VIAを置けそうな場所を先に確保する

ことにしました。

実際にそのVIAを使うかどうかは、まだ分かりません。

それでも、DDR周辺におよそ1mm間隔程度で、

「ここなら層を移動できる」

というVIA候補を先に並べておきました。

そのVIA候補を見ながら、

• この信号は表層で進める
• ここでVIAを使って別の層へ移す
• 別の信号をその下に通す
• 必要ならまた別の層へ戻す

という形で配線していきました。

こうすると、かなり整理しやすくなりました。

DDR配線は都市計画に近い

やっていて感じたのは、

DDR配線は道路を一本ずつ作るというより、都市計画に近い

ということです。

何も考えずに道路を作っていくと、後になって重要な交差点を作る場所がなくなります。

PCBでも同じで、

• 配線を通す場所
• VIAを置く場所
• 信号を交差させる場所
• 他の信号のために残しておく場所

をある程度先に考えておかないと、途中で行き詰まります。

特にDDRのように大量の信号が狭い範囲へ集中する場合、この考え方が重要でした。

最初から難しい場所を計画する

VIA候補を先に用意してから配線すると、なんとかDDR信号を通せる形が見えてきました。

最後まで通ったときは、かなりほっとしました。

今回の経験で、

難しい配線ほど、通せるところから適当に通すのではなく、最初に難所を考えておく必要がある

ということを実感しました。

主要部品を移動したことで、以前のDDR配線とは雰囲気もかなり変わりました。

同じ回路でも、部品の位置が少し変わるだけで、最適な配線方法は大きく変わります。

DDR配線には、このあと等長配線や信号ごとの調整も必要になります。

その詳細については、また別の記事で書いていきたいと思います。

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