La respuesta corta es que yo diría que un cambio de espaciado cerca del punto inicial o final de una señal diferencial no es tan malo. También diría que 6 capas no son tantas. Pero a altas velocidades, definitivamente hay que mantener todas las fuentes de ruido alejadas del reloj.
Para la respuesta más larga, veamos las razones dadas. La fuente de Toradex que citas menciona una discontinuidad de impedancia, y el cumplimiento de la CEM.
La discontinuidad de la impedancia viene del hecho de que, si hay una vía entre las trazas, las trazas tienen al principio un acoplamiento capacitivo entre sí, luego ese acoplamiento se elimina y se sustituye por la vía, entonces se acoplan de nuevo. Cualquier cambio de impedancia provocará una reflexión (ver Desajuste de impedancia ). La relación de reflexión es: $$ \Gamma=\frac{Z_1-Z_2}{Z_1+Z_2} $$ Donde Z es el cambio de impedancia. Tenga en cuenta que la impedancia real es diferente para diferentes frecuencias. Por lo tanto, tenemos señales que se reflejan de nuevo al conductor, potencialmente dañando el conductor por forzar una condición de sobre o bajo voltaje (no es muy probable, sobre todo no con un LVDS de FPGA, que era relativamente robusto cuando lo usé, pero la fiabilidad es importante), y luego puede reflejar de nuevo desde el cambio de impedancia en el conductor, y golpear el receptor. En el peor de los casos, interfiere destructivamente con un borde y lo hace no monotónico.
¿Qué hay que hacer en el peor de los casos? Creo que la regla general es que tienes problemas si la distancia de reflexión es superior a 1/6 de la longitud de onda fundamental. Por lo tanto, si su tasa de borde (no la frecuencia de conmutación, pero el tiempo de subida de sus bordes) es 1 ns, sabemos que la electricidad viaja alrededor de 6 pulgadas por ns en el cobre, por lo que si la distancia de reflexión es más de 1 pulgada, usted está en el hielo delgado, y debe mirar cuánto está cambiando la impedancia. Del mismo modo, si la vía está cerca del lado receptor de la señal, yo diría que el desajuste de impedancia se va a perder en el desajuste de impedancia inherente al llegar al receptor.
La segunda cuestión que señala Toradex es el cumplimiento de la compatibilidad electromagnética, que es un término un poco confuso. Podrían estar preocupados por el acoplamiento o el desajuste de la longitud de las trazas. No creo que el acoplamiento sea necesariamente un problema; se trata de líneas diferenciales, por lo que el acoplamiento neto debería anularse, a menos que se estén forzando mucho los márgenes de tensión. El desajuste de la longitud de las trazas podría ser más común si hay una obstrucción en las trazas, pero no es un resultado necesario.
Para profundizar un poco más en el acoplamiento, en el caso ideal, si se acopla la misma señal en un par diferencial, se preferiría acoplar en ambos. Si lo haces, las dos se verán afectadas por unos pocos mV, y la señal diferencial (Vp - Vn) no se verá afectada. Mientras los voltajes absolutos de cada señal estén dentro de las especificaciones, no habrá problemas. A velocidades muy altas puedes encontrarte con un problema en el que la señal se acopla a una línea ligeramente antes que a la otra. Esto sería un problema, pero yo diría que incluso aquí tener el ruido acoplado en ambas líneas es mejor que tenerlo acoplado en una, porque o bien el ruido se reduce por la naturaleza diferencial, o tienes dos problemas en lugar de uno.
Si se trata de algo de muy alta velocidad, con velocidades de flancos inferiores a 1 ns, entonces debería explicarme la respuesta, y probablemente debería utilizar una placa con más de 4 capas. Si sólo estás tratando de manejar un ADC de 80 MSPS, este consejo debería ser sólido. Ten en cuenta que las líneas sensibles a los bordes, como los relojes, son de lejos las señales más importantes que hay que tratar correctamente.
Un último consejo: si las cosas se ponen difíciles, busque microvías que puedan colocarse en las almohadillas BGA.
