Leiterplattentechnisch - Leiterplatte mit verschiedenen Routing Layern, gleiche STUB

N Jahre wertvolle Erfahrung sagt uns, dass bei der Begegnung über Stubs, der beste Weg ist, das Gerät auf der Oberflächenschicht zur unteren Schicht und das Gerät, um die untere Schicht auf die obere Schicht zu leiten, so dass der Stub minimiert werden kann. Gibt es jedoch eine solche Situation, in der Sie das Gefühl haben, dass, egal in welche Schicht Sie gehen, Sie das Gefühl haben, dass der Stub nicht sehr niedrig gesenkt werden kann?

Nun, es gibt wirklich eine solche Operation, und wir sehen tatsächlich viel davon. In einem idealeren Gerätelayout legen wir die High-Speed Signal Transceiver Chips gerne auf die gleiche Seite, entweder auf der Oberfläche oder auf der Unterseite. Der Grund ist sehr einfach. In diesem Fall, wenn wir Löcher vom Stift auf der Oberflächenschicht zur inneren Schicht stanzen, solange wir zur unteren Schicht gehen (das Gerät wird auf der Oberflächenschicht platziert, wenn es auf der unteren Schicht platziert wird, ist es das Gegenteil), so dass die beiden Durchkontaktierungen relativ kurz sind, was zur Verbesserung der Signalübertragungsqualität beiträgt. Und erwähnen Sie nicht immer Rückbohrungen. Es kann die Qualität sicherstellen und den Kosten- und Verarbeitungsfluss einfach und schnell sparen. Ich glaube, niemand wird es ablehnen, oder?

Allerdings, Einige Hochgeschwindigkeitssignale können nicht beide Geräte auf die Vorderseite setzen, Es scheint, dass wir nicht auf diese Hochgeschwindigkeitskabel achten. Glauben Sie, solange wir ihre Übertragung zuerst sicherstellen wollen, Wir müssen sie zuerst leicht an die Oberfläche bringen., rechts? Manche Dinge können nicht einmal von Konkubinen garantiert werden, geschweige denn PCB-Ingenieure? Zum Beispiel, Eines der Geräte ist ein Pin mit Hochgeschwindigkeitsverdrahtung auf beiden Seiten...

In der Tat gibt es solche Geräte, und sie sind weit verbreitet. Einer von ihnen ist heute unser Protagonist, PCIE Goldfinger. Es wird in vielen unserer PCIE Tochterkarten Designs angetroffen. Sein Paket ist eine doppelseitige Pad-Struktur. Wir hatten in letzter Zeit viel Kontakt mit solchen PCIE-Signalen, und sie werden hauptsächlich im Bereich der künstlichen Intelligenz verwendet, die jetzt sehr beliebt ist.

Die hervorgehobene TX-Verbindung (Wie unterteilt man TX oder RX? Schauen Sie sich den Kondensator an) befindet sich auf der unteren Schicht, und unser Haupt-Chip ist auf der Oberflächenschicht platziert, so dass unsere interne Verkabelung scheint nicht zugänglich zu sein für welche Schicht. Der Effekt, wenn er auf der gleichen Seite platziert wird, unabhängig davon, ob er auf der oberen oder der unteren Schicht platziert wird, wird es eines der Vias mit einem langen Stub geben. Zu diesem Zeitpunkt kann ich mir vorstellen, dass die Stimmung des Leiterplattentechnikers so widersprüchlich ist wie die Situation auf dem Bild unten...

Nachdem wir die vorherige Vorausschau beendet haben, sprechen wir über den Fall, den dieser Artikel beschreiben möchte. Dieses Signal verwendet das PCIE3.0 Protokoll (8Gbps), und die Leiterplattendicke ist 2.0mm. In der ersten Ausgabe, um Kosten zu sparen, fragte uns der Kunde, ob wir es ohne Rückenbohrung tun könnten, und dann rief unser Hochgeschwindigkeitsherr den Kunden nicht an jeder Ecke zurück bohren. Der Stub der Via beträgt ca. 60mil, was für 8Gbps-Signale noch akzeptabel ist. Der Kunde stimmte auch misstrauisch für den Vorstand, aber glücklicherweise dauerte es nicht lange. Nach der Rückkehr zum Board führte der Kunde einen PCIE-Test durch (die Tochterkarte wurde zum Testen in die Basis eingeführt) und stellte fest, dass es wirklich in Ordnung war und es kein Problem bei der Übertragung gab.

Nachdem alles okay war, Der Kunde hat später die zweite Version wieder gestartet, und es gab einige Änderungen an anderen Verkabelungen, und der PCIE-Teil des Schaltplans wurde nicht geändert. Es sollte angenommen werden, dass PCIE Direktkopie in Ordnung wäre, aber weil die unteren Spuren höheren Geschwindigkeiten weichen müssen, Es ist unmöglich, die untere Schicht gemäß der vorherigen Version weiter zu verfolgen. Zur Zeit, die PCB-Designer Ich dachte, dass es sowieso einen langen Via Stub geben würde, und die Auswirkungen sollten gleich sein, so legen sie die Spur auf die obere Schicht symmetrisch zur unteren Schicht, so the second version of the link became like this ( Since the difference between the two will be compared later, it will be more convincing for us to compare the same link with different wiring layers).

Das habe ich vorhin gesagt, egal ob oben oder unten, es wird ein langer Via Stub unvermeidbar sein. Tatsächlich fühlt es sich auf den ersten Blick genauso an, denn es gibt noch einen langen und einen kurzen Via Stub. Ist das wirklich der Fall?

Vergleichen wir die beiden Fälle durch Simulation, und ihr Übertragungsverlust hat eine sehr überraschende Schlussfolgerung, das heißt, es ist wirklich dasselbe. Wie unten gezeigt: Nachdem die High-Speed Herren es immer wieder bestätigt haben. Stellen Sie sicher, dass es wirklich zwei Kurven gibt, wirklich genau die gleichen. Die rote Kurve ist von Grün bedeckt...

Nachdem man darüber nachgedacht hat, ist dasselbe wahr. Für dieses lineare zeitinvariante System. Tatsächlich sollten sie gleich sein. Die Theorie will nicht zu viel erklären. Wenn Sie an dieser Art von Begriff interessiert sind, können Sie nach ihm suchen. Einfach ausgedrückt, aus der Perspektive des Endempfangs ist das erste Mal dasselbe, und dann wird die Reihenfolge des langen und des kurzen Stubs nicht berücksichtigt, wenn der Stub gleich ist. Die Energie ist die gleiche, wenn die Energie durch Schwingung an das Empfangsende übertragen wird. Es scheint also, dass diese Art von Fall egal ist, ob Sie sich von unten nach oben oder von unten nach unten bewegen?

Oft, wenn Sie eine Schlussfolgerung haben, die Sie für richtig halten, müssen Sie oft den Schlägen vieler Menschen standhalten. Zum Beispiel schlug ein Kollege vor, ihnen ein Transceivermodell zu geben, um zu sehen, ob das Augendiagramm das gleiche ist? Okay, diese Idee ist sehr gut, denn für viele Menschen sind S-Parameter viel weniger intuitiv als Zeitbereichswellenformen oder Augendiagramme. Nachdem wir das Transceivermodell für die Simulation hinzugefügt haben, haben wir diese Schlussfolgerung sofort umgekippt...

Leiterplattenhersteller wird plötzlich feststellen, dass die ursprüngliche Lücke so groß sein wird, Die Augenhöhe ist eigentlich mehr als 50 mV entfernt. Beide scheinen gute Wellenformen zu haben, aber im PCIE-Link, Das ist nur die Tochter Karte Teil. Nach dem Einstecken der Basisplatine, die Empfangsspanne muss sehr klein sein, also ist das schon eine große Lücke.

Nachdem wir überrascht waren, blickten wir auf den Return Loss der beiden Links zurück und fanden schließlich den Unterschied.

Aus Sicht des Return Loss werden die Ergebnisse der ersten Version tatsächlich besser sein als die der zweiten Version. Dies ist der Grund für den Unterschied in Augendiagrammen. Für solche Situationen, in denen es immer über Stubs geben wird, wird die Wahl unserer Routingschicht tatsächlich einen großen Einfluss haben, und wir können uns nicht mehr auf die untere oder die obere Schicht gemäß der Tradition verlassen. Zu diesem Zeitpunkt müssen spezifische Probleme im Detail analysiert werden.