Зачем шевелить соседние дорожки на печатной плате?

Я читал статью ( TheMagPi eMagazine), касающуюся Raspberry Pi; «Коробка ARM GNU / Linux за 25 долларов».

В статье, стр. 17 внизу, она показывает область на пи, где дорожка зигзагов рядом с прямой с текстом объяснения:

«Шевеление» в дорожках обеспечивает электрическое согласование сигналов, уменьшая помехи и задержку сигнала. Это особенно важно для высокоскоростных видеоданных и сигналов HDMI.

У меня очень ограниченные знания в области электротехники, так что, возможно, это очень простой вопрос, но зачем вам включать эти «шевеления» в конструкцию печатной платы?

Я понимаю, что цитата дает мне ответ, и я как-то понимаю точку помех из-за проблем с кабелями питания и коаксиальными кабелями, идущими рядом друг с другом, но я был бы признателен за то, что мне потребовалось очень мало знаний, объясняющих, почему вы получите проблемы и как шевелит помогите. Например, почему доска не покрыта шевелением?

Скручивание присутствует на внутренней дорожке по углам (или в целом короче) для выравнивания длин дорожек дифференциальной пары, то есть любых двух проводов, которые используют дифференциальную сигнализацию для передачи данных. Если бы дорожки не были одинаковой длины, преимущество дифференциальной сигнализации по шумоподавлению было бы потеряно.

В то время как компоненты физического уровня большинства современных сигналов LVDS (PCIe, HDMI, DVI) включают в себя буферы перекоса или «упругости» для компенсации различий в длинах дорожек между парами, следует избегать перекоса в паре с помощью этих методов физической компоновки.

Следующие комментарии от OP:

В качестве примера рассмотрим гигабитный Ethernet, поскольку это может быть более знакомо вам: кабель CAT6 имеет восемь проводов, которые, если вы разрываете наружную изоляционную оболочку, скручиваются попарно, поэтому провода 1 + 2 скручиваются вместе как пара. Рядом с этим находится пара 2, которая представляет собой скрученные вместе провода 3 + 4, пара 3 - скрученные вместе провода 5 + 6 и т. Д. Важно сохранять одинаковую длину пар, поскольку они содержат копии одного и того же сигнала, отправленного с противоположной полярностью ( один положительный, а другой отрицательный). Если и только если провода одинаковой длины, сигналы поступают вместе (с учетом фиксированной скорости электронов), что позволяет подавлять любые синфазные электрические помехи в магнитной связи.

Однако сами четыре пары не обязательно должны быть одинаковой длины, потому что процесс автосогласования гигабита калибрует эластичные буферы (и блоки эхоподавления) так, что любые мелкие расхождения во времени прибытия удаляются до того, как компоненты более высокого уровня выполнят свою работу.

То же самое происходит на этой плате. Непосредственно соседние / замкнутые трассы печатной платы являются «парами» и имеют одинаковую длину, чтобы позволить дифференциальным приемникам подавлять шум, хотя электрически, а не магнитно. Вы можете видеть, что разъем HDMI содержит несколько таких пар, и не предпринимается никаких попыток сохранить одну пару такой же длины, что и пара рядом с ним («между парами»). Однако существуют некоторые ограничения в размере упругих буферов (в байтах), после чего кабель становится неработоспособным или ухудшается. Было бы интересно поэкспериментировать и найти пределы в миллиметрах.

На этом изображении разъема HDMI показаны дифференциальные пары:

По сути, покачивание используется в ситуациях, когда есть два или более (быстрых) сигнала, которые должны быть синхронизированы, чтобы они не задерживались относительно друг друга из-за разной длины дорожки.

Это чрезвычайно важно для сигналов, которые имеют линию синхронизации, потому что, например, в системе с различными линиями данных, если некоторые из линий данных длиннее других, когда возникает тактовый импульс, возможно, что не все сигналы достигли приемник для передаваемых данных.

На изображении вы можете видеть, что внутренние треки - это те, которые покачиваются, потому что, если бы они были прямыми, они были бы короче, чем внешние.