菊花链拓扑的结构是以及与星形拓扑结构的区别

　　1、菊花链拓扑结构

　　菊花链一词最基本的概念指的是一种由许多菊花串接在一起形成的花环，早期也叫手牵手链接方式，一个人最多只能通过两条手臂牵着另外两个人（相当于一个芯片最多只能通过两段传输线连接到另外的两个芯片上），后来衍变到电子电器工程中菊花链又代表一种配线方案，例如设备A和设备B用电缆相连，设备B再用电缆和设备C相连，设备C用电缆和设备D相连，在这种连接方法中不会形成网状的拓扑结构，只有相邻的设备之间才能直接通信，例如在上例中设备A是不能和设备C直接通信的，它们必须通过设备B来中转，这种方法同样不会形成环路。原始的定义如下图所示。

　　

　　原始的菊花链

　　但是在PCB设计中我们都知道，这种拓扑是很难实现的，后来就衍变成了如下我们熟悉的结构。

　　

　　而我们熟悉的DDR3的Fly_by拓扑结构其实也是由菊花链发展而来的。

　　2、星形拓扑结构

　　1）什么是星形拓扑结构

　　星型拓扑采用集中式通信控制策略，所有的通信均由中央节点控制，中央节点必须建立和维持许多并行数据通路。

　　星形拓扑也是一种常用的多负载布线拓扑，驱动器位于星形的中央，呈辐射状与多个负载相连，星形拓扑可以有效避免信号在多个负载上的不同步问题，可以让负载上收到的信号完全同步。但这种拓扑的问题在于需要对每个支路分别端接，使用器件多，而且驱动器的负载大，必需驱动器有相应的驱动能力才能使用星形拓扑，如果驱动能力不够，需要加缓冲器，原始的星形拓扑结构图如下所示。

　　

　　2）星形拓扑结构优缺点

　　星型拓扑结构的优点：

　　（1）管理维护容易。由于所有的数据通信都要经过中心节点，中心节点可以收集到所有的通信状况。

　　（2）节点扩展、移动方便。节点扩展时只需要从集线器或交换机等集中设备中拉一条线即可，而要移动一个节点只需要把相应节点设备移到新节点即可，而不会像环型网络那样“牵其一而动全局”。

　　（3）易于故障的诊断与隔离。由于各个分节点都与中心节点相连，故便于从中心节点对每一个节点进行测试，也便于将故障节点和系统分离。

　　星型拓扑结构的缺点：

　　（1）安装工作量大，组网费用高。采用星型结构所需的连线长，增加了线缆的费用，也增大了安装工作量。

　　（2）过分依赖中央节点。如果中心节点设备故障，整个网络会瘫痪，因此对中心节点的可靠性要求很高。

　　这种拓扑结构主要应用于IEEE 802.2、IEEE 802.3标准的以太局域网中。

　　3、菊花链的布线注意事项和端接方法。

　　菊花链一般适用较低速的信号，以前仿真不流行的年代随便怎么链都不会有什么问题，而且它比星形在布局布线上更容易实现，所以是最常见的一种拓扑结构。但随着 芯片制造技术的更替，就是低速驱动器的上升沿也随着变陡，这使得低速不低频，更多的高频分量使反射也变成低速信号要考虑的问题了，尤其是多负载菊花链的多 重反射，所以菊花链的信号完整性比星形拓扑负载多了。

　　我们就以3个负载的情况来分析，拓扑结构如图1，驱动电压3.3V，内阻20ohm，上升沿0.6ns，传输线为无损线，接收器均无端接。

　　

　　图1

　　我们分别扫描分支长度（为简化分析所有分支长度统一为C），两个分支的距离B，主干长度A

　　

　　图2

　　

　　图3

　　

　　图4

　　菊花链最差波形总是出现在第一个接收器，因为后面每个阻抗不连续点的反射都会影响这里，所以我们只比较第一个接收器波形。从星形拓扑的波形分析我们知道分支 的长度影响台阶的长度，所以分支长度越短越好，从图2的扫描结果看只有分支延时小于上升沿的六分之一时才没有回沟。反射和上升沿时间有关，还和传输线的长 短有关，当传输线时延小于六分之一的上升时间时就可以不考虑反射的影响了或者说反射淹没在上升沿中了。图3扫描结果也显示两分支的距离B也是要小于六分之 一的上升时间才没有回沟。而主干的长度A和星形结构相同主要影响振铃的大小。

　　那是不是分支小于六分之一的上升时间就是普遍的原则 呢？好像不是，小编又试了4个负载的情况，只有分支小于十分之一的上升时间时回沟才会消失。所以我们可以总结菊花链的布线注意事项： stub越短越好，分支间距也越短越好。那不就是fly-by结构了，太难了吧。如果做不到也别急试试端接吧。

　　

　　图5

　　如 图5是三个负载时不同端接方法效果对比，蓝色是源端30ohm匹配的波形，发现源端匹配于菊花链的波形改善效果有限；而终端匹配（红色波形）改善明显，但 由于负载加大了幅值掉的有点多，所以戴维宁端接得到的效果更好，如果负载更多的话可能还需要加redriver。当然我们分析的比较简单，没有考虑过孔， 也没有考虑接收芯片的输入电容的影响，其实实际案例中多负载的菊花链是很不好处理的，影响的因素太多，所以大家不要偷懒把驱动和接收的模型都拿到仿真一下 更放心些。