|
高速先生成員--黃剛 高速先生經(jīng)常會(huì )說(shuō)一句話(huà)，那就是對于信號質(zhì)量的優(yōu)化是無(wú)極限的，這里說(shuō)的優(yōu)化，其實(shí)說(shuō)的就是PCB的設計優(yōu)化。首先肯定的是，不同的設計工程師去做同樣一塊PCB板的設計，做出來(lái)的肯定都不會(huì )完全一樣。那不一樣就意味著(zhù)信號的性能有差異。舉個(gè)例子，兩位工程師都去設計同一款10G的高速產(chǎn)品的PCB信號通道，可能兩位工程師能力都很強，很多的高速設計規則都能夠掌握。的確，他們設計出來(lái)的產(chǎn)品在功能測試上都能夠pass。但是在都能pass的情況下其實(shí)也能卷起來(lái)，例如在pass的前提下分別進(jìn)行眼圖的測試，可能一位工程師設計的這條通道是眼高200mV，另外一位工程師卻達到了250mV！ 雖然對于高速先生來(lái)說(shuō)，也不太提倡這個(gè)內卷的方式，但是不代表不優(yōu)化哈，我們的基本目標是通過(guò)合適的設計優(yōu)化能夠留出足夠的裕量，保證板子能夠順利工作。如果在這個(gè)基礎上有些客戶(hù)的產(chǎn)品的確是需要有更嚴苛的要求，高速先生也同樣可以欣然奉陪哈，不過(guò)可能付出的設計代價(jià)可能是更高等級的板材，更高成本的工藝能力等等。。。 開(kāi)場(chǎng)白有點(diǎn)長(cháng)哈，大家都有點(diǎn)等不及了，正題來(lái)啦！Chris最近正在研究高速信號之間在BGA扇出這個(gè)位置的串擾，大家知道，一般在BGA內，高速信號都是相鄰的，因此要通過(guò)打過(guò)孔到內層，然后走出BGA，這就是所謂的BGA扇出。 這種BGA扇出結構設計對高速信號性能而言，難點(diǎn)就2個(gè)，一是這個(gè)扇出位置的阻抗優(yōu)化，其實(shí)基本上說(shuō)的就是扇出過(guò)孔的阻抗優(yōu)化了；第二個(gè)就是相鄰高速信號線(xiàn)之間的串擾了。什么！你不會(huì )還以為說(shuō)的串擾主要來(lái)自于走線(xiàn)和走線(xiàn)之間的串擾吧？ BGA扇出的串擾當然主要是由扇出過(guò)孔之間導致的，因此Chris研究了在高速信號分配到不同BGA的pin位置情況下，相鄰兩對信號的扇出過(guò)孔串擾到底有多大的差異。沒(méi)聽(tīng)懂什么意思嗎？不要緊，Chris畫(huà)了圖告訴你們。 Chris設計了幾個(gè)簡(jiǎn)單的BGA扇出場(chǎng)景，分別來(lái)模擬高速信號pin和地網(wǎng)絡(luò )pin的不同分布方式，其實(shí)設計工程師是很容易發(fā)現它們的差異的。從左到右可以發(fā)現，相鄰的兩對高速差分線(xiàn)的pin在X方向慢慢變遠，其實(shí)也就是我們在BGA的pin排列里面經(jīng)常會(huì )遇到的三種高速信號pin的分布方式了。那么到底這三種方式下扇出過(guò)孔之后的串擾性能如何呢？ 扇出完之后就這個(gè)樣子了，為了減小變量，兩對信號通過(guò)過(guò)孔是換到同一個(gè)內層扇出的哈，除了這個(gè)之外，過(guò)孔的反焊盤(pán)處理方式也是一樣，另外大家可能還沒(méi)注意到另外一點(diǎn)，那就是地過(guò)孔的數量也是一樣的哈！比較三種case兩對高速信號扇出的串擾？相信都不需要Chris了，設計工程師自己都能夠比較出來(lái)了吧。當然Chris能告訴你們的是，他們的具體串擾值。 以25Gbps信號為例，我們看到12.5GHz這個(gè)頻點(diǎn)上的串擾，case2比case1好了差不多10個(gè)db，case2到case3的改善就不明顯了，因為已經(jīng)很小了，也符合理論。 這時(shí)坐在旁邊的雷豹也加入起來(lái)了，作為設計出身的他，也提出了自己的觀(guān)點(diǎn)。他認為不同pin的分布是原理圖已經(jīng)定好的，當然兩對高速信號的pin本身就遠的話(huà)，串擾天然就好啊，這又不是設計工程師所能夠改變的！ 話(huà)粗理不糙，Chris當然也贊同哈，但是贊同率就沒(méi)那么高。然后Chris就拿出上面的case1和雷豹說(shuō)，case1是兩對高速信號pin最近的case了，當然串擾也是最差的。那么它就一定沒(méi)辦法通過(guò)設計做優(yōu)化了嗎？ 看到雷豹若有所思的樣子，Chris決定先給雷豹打個(gè)樣！同樣的高速信號pin和地pin的位置不變，如果從case1變成這樣呢？ 然后Chris再不緊不慢的做個(gè)仿真驗證下，這不就5db的串擾裕量就多起來(lái)了嗎！ 哦哦！雷豹突然就懂了，然后不等Chris開(kāi)口，自己就跳起來(lái)先說(shuō)，我還能想到其他的PCB優(yōu)化方式！ 好啊，那我們大家就一起等著(zhù)唄！ 大家也幫忙一起想想哈，pin不變的情況下，還有什么PCB優(yōu)化的方式能改善原來(lái)case1的串擾呢？ |
