高速串行總線的難點(diǎn)在哪里，該怎么突破？

在當(dāng)前雖然在嵌入式系統(tǒng)中有許多連接元件的方法，但最主要的還是以太網(wǎng)、PCI Express和RapidIO這三種高速串行標(biāo)準(zhǔn)。所有這三種標(biāo)準(zhǔn)都使用相似的串行解串器(SerDes)技術(shù)，它們提供的吞吐量和時(shí)延性能都要超過寬的并行總線技術(shù)。隨著這些標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，今后的趨勢(shì)將是采用通用SerDes技術(shù)。這意味著這些協(xié)議提供的原始帶寬不會(huì)有明顯的差異。相反，每種協(xié)議的用途將取決于如何使用帶寬。LinkedIn串行總線的發(fā)展一共目前可以總結(jié)分為 3 個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)期：

時(shí)鐘并行總線：小于 200MHZ，比如CPCI，PCIX，SDRAM，ISA，PIC

源同步時(shí)鐘并行總線：小于 3200Mbps，比如 DDRr1234 系列，MII，EMMC

高速串行總線：最高有 56NRZ ，比如USB1/2/3/3.1/3.2，PCIE3，PCIE4，SAS3，SAS4

那么對(duì)于這些信號(hào)的重要線信號(hào)的處理我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中注意以下幾點(diǎn)：

差分走線，信號(hào)換層過孔數(shù)量，等長長度把控，阻抗控制要求，跨分割的損耗，走線拐角的位置形狀，繞線方式對(duì)應(yīng)的插損和回?fù)p，布局不妥當(dāng)造成的一系列串?dāng)_和疊層串?dāng)_，布局不恰當(dāng)操作焊盤存在的stub。

1. 差分走線，差分走線嚴(yán)格按照差分仿真所得出的結(jié)論，2S,和 3W 的要求進(jìn)行把控走線，其目的在于增強(qiáng)信號(hào)質(zhì)量的耦合性能，減少信號(hào)的回?fù)p

2. 信號(hào)層走線過孔數(shù)量，對(duì)于重要的信號(hào)線而言這里簡(jiǎn)直就是致命的傷害，特別是高速信號(hào)頻率很高的信號(hào)線，過孔數(shù)量一旦過多，就會(huì)造成回?fù)p的加劇，所以打孔不是遇到線就打孔，尤其是我們的時(shí)鐘線。

3. 等長長度把控

按照對(duì)應(yīng)的器件的等長要求，進(jìn)行數(shù)據(jù)的線段匹配長度一致，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定和數(shù)據(jù)文件傳輸時(shí)序上的同步。

4. 跨分割的損耗。重要線段不能跨分割走線，以免我們的信號(hào)會(huì)出現(xiàn)回?fù)p和插損的產(chǎn)生

5. 信號(hào)線的布局盡量不要出現(xiàn) stub 布局出現(xiàn)，如圖所示

6. 走線直角和倒角和圓弧到底哪個(gè)好

通過仿真，其實(shí)圓弧走線是最好的，信號(hào)沒有 reflect 反射，倒角多多少少會(huì)有，但是反射沒有直角來的明顯，當(dāng)我們?cè)O(shè)備 A 傳輸?shù)皆O(shè)備 B 其自然而然的就會(huì)有信號(hào)在傳輸過程中存在反射回來我們的設(shè)備A，當(dāng)我們的設(shè)備 B 傳輸?shù)皆O(shè)備 A，同樣因?yàn)橹苯堑姆瓷?，?huì)有信號(hào)回到我們的設(shè)備 B 中。