當前位置:首頁 > 智能硬件 > 智能硬件
[導讀]高速信號布線時盡量少打孔換層,換層優(yōu)先選擇兩邊是GND的層面處理。盡量收發(fā)信號布線在不同層,如果空間有限,需收發(fā)信號走線同層時,應加大收發(fā)信號之間的布線距離。

如下表所示,接口信號能工作在8Gbps及以上速率,由于速率很高,PCB布線設計要求會更嚴格,在前幾篇關于PCB布線內(nèi)容的基礎上,還需要根據(jù)本篇內(nèi)容的要求來進行PCB布線設計。


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

高速信號布線時盡量少打孔換層,換層優(yōu)先選擇兩邊是GND的層面處理。盡量收發(fā)信號布線在不同層,如果空間有限,需收發(fā)信號走線同層時,應加大收發(fā)信號之間的布線距離。

針對以上高速信號還有如下方面的要求:

01

BGA焊盤區(qū)域挖參考層

如果接口的工作速率≥8Gbps,建議在BGA區(qū)域,挖掉這些信號正下方的L2層參考層,以減小焊盤的電容效應,挖空尺寸R=10mil。

如果接口的工作速率<8Gbps,例如DP接口只工作在5.4Gbps,那么不用挖BGA區(qū)域的參考層,如下圖所示。


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

02

避免玻纖編織效應

PCB基板是由玻璃纖維和環(huán)氧樹脂填充壓合而成。玻璃纖維的介電常數(shù)大約是6,樹脂的介電常數(shù)一般不到3。在路徑長度和信號速度方面發(fā)生的問題,主要是由于樹脂中的玻璃纖維增強編織方式引起的。

較為普通的玻璃纖維編織中的玻璃纖維束是緊密絞合在一起的,因此束與束之間留出的大量空隙需要用樹脂填充,PCB中的平均導線寬度要小于玻璃纖維的間隔,因此一個差分對中的一條線可能有更多的部分在玻璃纖維上、更少的部分在樹脂上,另一條線則相反(樹脂上的部分比玻璃纖維上的多)。這樣會導致D+和D-走線的特性阻抗不同,兩條走線的時延也會不同,導致差分對內(nèi)的時延差進而影響眼圖的質(zhì)量。


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

當接口的信號速率達到8Gbps,且走線長度超過1.5inch,需謹慎處理好玻纖編織效應。建議采用以下方式之一來避免玻纖編織效應帶來的影響。

方式一:改變走線角度,如按10°~ 35°,或PCB生產(chǎn)加工時,將板材旋轉(zhuǎn)10°以保證所有走線都不與玻纖平行,如下圖所示。


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

方式二:使用下圖走線,則W至少要大于3倍的玻纖編織間距,推薦值W=60mil,θ=10°,L=340mil。


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

03

差分過孔建議

1、高速信號盡量少打孔換層,換層時需在信號孔旁邊添加GND過孔。地過孔數(shù)量對差分信號的信號完整性影響是不同的。無地過孔、單地過孔以及雙地過孔可依次提高差分信號的信號完整性。

2、選擇合理的過孔尺寸。對于多層一般密度的PCB設計來說,選用0.25mm/0.51mm/0.91mm(鉆孔/焊盤/POWER隔離區(qū))的過孔較好;對于一些高密度的PCB也可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm 的過孔,也可以嘗試盲埋孔設計。

3、過孔中心距的變化,對差分信號的信號完整性影響是不同的。對于差分信號,過孔中心距過大或過小,均會對信號完整性產(chǎn)生不利影響。

4、如果接口的工作速率≥8Gbps,那么這些接口差分對的過孔尺寸建議根據(jù)實際疊層進行仿真優(yōu)化。


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

以下給出基于EVB一階HDI疊層的過孔參考尺寸:

R_Drill=0.1mm (鉆孔半徑)

R_Pad=0.2mm (過孔焊盤半徑)

D1:差分過孔中心間距

D2:表層到底層的反焊盤尺寸

D3:信號過孔與回流地過孔的中心間距


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

04

耦合電容優(yōu)化建議

1、耦合電容的放置,按照設計指南要求放置。如果沒有設計指南時,若信號是IC到IC,耦合電容靠近接收端放置;若信號是IC到連接器,耦合電容請靠近連接器放置。

2、盡可能選擇小的封裝尺寸,減小阻抗不連續(xù)。

3、如果接口的信號工作速率≥8Gbps,那么這些接口的差分隔直電容建議按如下方式進行優(yōu)化:

1)根據(jù)接口選擇挖空一層或者兩層地平面,如果挖空電容焊盤正下方L2地參考層,需要隔層參考,即L3層要為地參考層;

2)如果挖空L2和L3地參考層,那么L4層要為地參考層。挖空尺寸需根據(jù)實際疊層通過仿真確定;以下給出基于EVB一階HDI疊層的參考尺寸。

【注】D1:差分耦合電容之間的中心距;L:挖空長度;H:挖空寬度。


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

4、在耦合電容四周打4個地通孔以將L2~L4層的地參考層連接起來,如下圖所示。


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

05

ESD優(yōu)化建議

1、ESD保護器件的寄生電容必須足夠低,以允許高速信號傳輸而不會降級。

2、ESD需放置在被保護的IC之前,但盡量與連接器/觸點PCB側(cè)盡量靠近;放置在與信號線串聯(lián)任何電阻之前;放置在包含保險絲在內(nèi)的過濾或調(diào)節(jié)器件之前。

3、如果接口的信號工作速率≥8Gbps,那么這些接口的差分對ESD器件建議按以下方式優(yōu)化。挖空ESD焊盤正下方L2和L3地參考層,L4層作為隔層參考層,需要為地平面。挖空尺寸需結(jié)合 ESD型號并根據(jù)實際疊層通過仿真確定。

以下給出基于基于EVB一階HDI疊層的所用ESD型號為ESD73034D的參考尺寸:


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

4、同時在每個ESD四周打4個地通孔,以將L2~L4層的地參考層連接起來,如下圖所示。


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

06

連接器優(yōu)化建議

1、在連接器內(nèi)走線要中心出線。如果高速信號在連接器有一端信號沒有與GND相鄰PIN時,設計時應在其旁邊加GND孔。

2、如果接口的信號工作速率≥8Gbps,那么這些接口的連接器要能符合相應的標準要求(如HDMI2.1/DP1.4/PCI-E3.0協(xié)議標準)。推薦使用這些廠商的連接器:Molex、Amphenol、HRS等等。

3、根據(jù)接口選擇挖空一層或者兩層地平面,如果挖空連接器焊盤正下方的L2地參考層,需隔層參考,即L3層要作為地參考層;如果挖空L2和L3的地參考層,那么L4層需要為地平面,作為隔層參考層。挖空尺寸需結(jié)合連接器型號并根據(jù)實際疊層通過仿真確定。

4、建議在連接器的每個地焊盤各打2個地通孔,且地孔要盡可能靠近焊盤。

以下給出基于EVB一階HDI疊層的挖空參考尺寸:


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

連接器推薦布線方式:


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

設計完PCB后,一定要做分析檢查,才能讓生產(chǎn)更順利,這里推薦一款可以一鍵智能檢測PCB布線布局最優(yōu)方案的工具:華秋DFM軟件,只需上傳PCB/Gerber文件后,點擊一鍵DFM分析,即可根據(jù)生產(chǎn)的工藝參數(shù)對設計的PCB板進行可制造性分析。

華秋DFM軟件是國內(nèi)首款免費PCB可制造性和裝配分析軟件,擁有300萬+元件庫,可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能,開發(fā)了19大項,52細項檢查規(guī)則,PCBA組裝的分析功能,開發(fā)了10大項,234細項檢查規(guī)則。

基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問題,能幫助設計工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問題,且能夠滿足工程師需要的多種場景,將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低,減少成本。


高速電路中pcb設計方法與技巧詳解

本站聲明: 本文章由作者或相關機構授權發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務中斷的風險,如企業(yè)系統(tǒng)復雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務連續(xù)性,提升韌性,成...

關鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關鍵字: 華為 12nm EDA 半導體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務引領增長 以科技創(chuàng)新為引領,提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術學會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術創(chuàng)新聯(lián)...

關鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關鍵字: BSP 信息技術
關閉