Terminaison de signal : éliminer les réflexions en conception haute vitesse
La terminaison de signal adapte l'impédance au bout d'une ligne de transmission pour absorber l'énergie incidente, empêchant les réflexions causant oscillations, dépassements et corruption données.
La physique
Quand un signal rencontre une discontinuité d'impédance (Z_charge ≠ Z₀), un coefficient de réflexion Γ = (Z_L − Z₀)/(Z_L + Z₀) détermine la tension réfléchie. Γ = 0 seulement quand Z_L = Z₀.
Schémas de terminaison courants
| Type | Topologie | Idéal pour | Avantages | Inconvénients |
|---|---|---|---|---|
| Série (Source) | Résistance à la sortie driver | Point-à-point, sorties CMOS/TTL | Faible conso, pas courant continu | Ne marche que pour une charge ; ajoute délai |
| Parallèle (Shunt) | Résistance vers GND/VTT au récepteur | Bus multi-drop, mémoire | Propre à la charge | Puissance statique (VTT), réduit marge bruit |
| Thévenin | Pull-up + pull-down au récepteur | TTL, GTL, SSTL | Définit VTT, pas alim séparée | Puissance statique plus élevée |
| AC / RC | Condensateur + résistance vers GND | Haute vitesse, faible conso | Bloque DC, termine AC | Délai RC, nombre composants |
| Active / Sur puce (ODT) | FETs internes dans CI récepteur | DDR3/4/5, SerDes, PCIe | Optimal, programmable, pas externes | Nécessite support CI |
Règles de conception
- Adaptez Z₀ (typiquement 50 Ω simple, 100 Ω différentiel).
- Placez terminaison aussi près que possible des broches charge (< 500 mils).
- Simulez avec modèles IBIS ; vérifiez diagramme d'œil.
- Pour multi-drop : topologie fly-by + terminaison bout (DDR) ou série par dérivation (hérité).
Conséquences terminaison manquante/incorrecte
- Ringback / dépassement → déclenchement faux, métastabilité.
- Interférence inter-symboles (ISI) → erreurs bits débits élevés.
- Rayonnement EMI d'ondes stationnaires.
- Diafonnage couplage traces adjacentes.
La terminaison n'est pas optionnelle au-dessus de ~50 MHz / 1 ns temps de montée. SerDes modernes (PCIe, USB, Ethernet) la gèrent en interne ; bus parallèles (DDR, mémoire) nécessitent conception carte soignée.