¿Por qué mover las pistas cercanas en una PCB?

He estado leyendo un artículo ( TheMagPi eMagazine) relacionado con Raspberry Pi; "Una caja ARM GNU / Linux por $ 25".

En el artículo, página 17 en la parte inferior, muestra un área en el Pi donde una pista zigzaguea junto a una recta con el texto explicativo:

Los "movimientos" en las pistas aseguran que las señales coincidan eléctricamente, reduciendo la interferencia y el retraso de la señal. Esto es particularmente importante para datos de video de alta velocidad y señales HDMI.

Tengo un conocimiento muy limitado de la ingeniería eléctrica, así que quizás esta es una pregunta muy simple, pero ¿por qué incorporarías estos 'meneos' en un diseño de PCB?

Me doy cuenta de que la cita me da una respuesta y entiendo el punto de interferencia debido a problemas con los cables de alimentación y los cables coaxiales que se ejecutan uno al lado del otro, pero agradecería algo asumiendo muy poco conocimiento que explicara por qué obtendría los problemas y cómo menea la ayuda. Por ejemplo, ¿por qué el tablero no está cubierto de meneos?

El meneo está presente en la pista interior en las esquinas (o la más corta en general) para igualar las longitudes de pista de un par diferencial , es decir, dos cables que usan señalización diferencial para almacenar datos. Si las pistas no tuvieran la misma longitud, se perdería el beneficio de cancelación de ruido de una señalización diferencial.

Si bien los componentes de la capa física de la señalización LVDS más moderna (PCIe, HDMI, DVI) incluyen amortiguadores de distorsión o 'elásticos' para compensar las diferentes longitudes de pista entre pares, estas técnicas de diseño físico deben evitar la distorsión dentro de un par.

Los siguientes comentarios de OP:

Tomando Gigabit ethernet como ejemplo, ya que esto podría ser más familiar para usted: el cable CAT6 tiene ocho cables, que si abre la cubierta aislante exterior se enroscan en pares, por lo que los cables 1 + 2 se enroscan como el par uno. Junto a esto se encuentra el par 2, que son los cables 3 + 4 trenzados juntos, el par 3 comprende el cable 5 + 6 trenzados juntos, etc. Es importante mantener los pares de la misma longitud, ya que contienen copias de la misma señal enviada con polaridades opuestas ( uno es positivo, mientras que el otro es negativo). Si y solo si los cables tienen la misma longitud, las señales llegan juntas (dada la velocidad fija de los electrones), lo que permite rechazar cualquier interferencia eléctrica de modo común en el acoplamiento magnético.

Sin embargo, los cuatro pares en sí no tienen que tener exactamente la misma longitud porque el proceso de negociación automática de gigbit calibra los amortiguadores elásticos (y las unidades de cancelación de eco) de modo que se eliminen las discrepancias mínimas en el tiempo de llegada antes de que los componentes de nivel superior hagan su trabajo.

Lo mismo está sucediendo en esta placa de circuito. Las trazas de la placa de circuito adyacentes / cercanas inmediatamente son "los pares" y se mantienen a la misma longitud para permitir que los receptores diferenciales rechacen el ruido, aunque eléctricamente en lugar de magnéticamente. Puede ver que el conector HDMI lleva varios de estos pares, y no se hace ningún intento para mantener un par de la misma longitud que el par al lado ("entre pares"). Sin embargo, existen algunos límites en el tamaño de los búferes elásticos (en bytes) después de los cuales el cable deja de estar operativo o baja. Sería divertido experimentar y encontrar los límites en milímetros.

Esta imagen de un conector HDMI muestra los pares diferenciales:

Básicamente, el meneo se usa en situaciones en las que hay dos o más señales (rápidas) que deben sincronizarse, para que no se retrasen entre sí debido a las diferentes longitudes de pista.

Esto es extremadamente importante para las señales que tienen una línea de reloj porque, por ejemplo, en un sistema con varias líneas de datos, si algunas de las líneas de datos son más largas que otras, cuando se produce el pulso del reloj, es posible que no todas las señales hayan alcanzado El receptor de los datos que se transmiten.

En la imagen se puede ver que las pistas internas son las que se mueven, porque si fueran rectas serían más cortas que las externas.