PCB Tecnico - PCB con diversi strati di routing, stesso STUB

N anni di preziosa esperienza ci dicono che quando si incontra tramite stub, il modo migliore è quello di instradare il dispositivo sullo strato superficiale allo strato inferiore, e il dispositivo per instradare lo strato inferiore allo strato superiore, in modo che lo stub possa essere minimizzato. Tuttavia, c'è una situazione del genere in cui senti che, indipendentemente dallo strato in cui vai, senti che lo stub non può essere abbassato molto in basso?

Beh, c'è davvero un'operazione del genere, e in realtà ne vediamo molte. In un layout più ideale del dispositivo, ci piace mettere i chip del ricetrasmettitore di segnale ad alta velocità sullo stesso lato, sulla superficie o sul fondo. La ragione è molto semplice. In questo caso, quando perforamo i fori dal perno sullo strato superficiale allo strato interno, finché andiamo allo strato inferiore (il dispositivo è posizionato sullo strato superficiale, se è posizionato sullo strato inferiore, è l'opposto), in modo che le due vie siano relativamente brevi via stub, che aiuta a migliorare la qualità della trasmissione del segnale. E non parlare sempre delle trivellazioni posteriori. Può garantire la qualità e risparmiare il costo e il flusso di elaborazione in modo semplice e veloce. Credo che nessuno lo rifiuterà, giusto?

Tuttavia, alcuni segnali ad alta velocità non possono mettere entrambi i dispositivi sulla parte anteriore, sembra che non prestiamo attenzione a questi cavi ad alta velocità. Pensi che fintanto che vogliamo garantire la loro trasmissione prima, dobbiamo facilmente metterli in superficie prima, giusto? Alcune cose non possono nemmeno essere garantite dalle concubine, figuriamoci dagli ingegneri PCB? Ad esempio, uno dei dispositivi è un pin con cablaggio ad alta velocità su entrambi i lati...

In realtà, ci sono tali dispositivi e sono ampiamente utilizzati. Uno di loro è il nostro protagonista oggi, il dito d'oro PCIE. Si incontra in molti dei nostri disegni di schede figlie PCIE. Il suo pacchetto è una struttura a tampone bifacciale. Abbiamo avuto molti contatti con questi segnali PCIE recentemente, e sono utilizzati principalmente nel campo dell'intelligenza artificiale, che è molto popolare ora.

Il collegamento TX evidenziato (Come dividere TX o RX? Guardate il condensatore) è sullo strato inferiore, e il nostro chip principale è posizionato sullo strato superficiale, quindi il nostro cablaggio interno sembra essere inaccessibile a quale strato. L'effetto quando posizionato sullo stesso lato, sia che sia posizionato sullo strato superiore o sullo strato inferiore, ci sarà una delle vie con un lungo stub. In questo momento, posso immaginare che l'umore dell'ingegnere PCB sia contraddittorio come la situazione nella foto qui sotto...

Dopo aver terminato la precedente prefigurazione, parliamo del caso che questo articolo vuole descrivere. Questo segnale utilizza il protocollo PCIE3.0 (8Gbps), e lo spessore della scheda è di 2.0mm. Nella prima edizione, per risparmiare sui costi, il cliente ci ha chiesto se potevamo farlo senza foratura posteriore, e poi il nostro signor ad alta velocità non ha richiamato il cliente foratura ad ogni turno. Lo stub della via è di circa 60mil, che è ancora accettabile per i segnali 8Gbps. Il cliente ha anche votato per il consiglio con una mentalità di sospetto, ma fortunatamente non ci è voluto molto. Dopo il ritorno alla scheda, il cliente ha condotto un test PCIE (la scheda figlia è stata inserita nella base per il test) e ha scoperto che era davvero OK, e non c'era alcun problema nella trasmissione.

Dopo che tutto è andato bene, il cliente in seguito ha ricominciato la seconda versione, e ci sono state alcune modifiche ad altri cavi e la parte PCIE dello schema non è stata cambiata. Si supponeva che la copia diretta PCIE sarebbe andata bene, ma poiché le tracce inferiori devono lasciare il posto a segnali ad alta velocità, è impossibile continuare a tracciare il livello inferiore secondo la versione precedente. In questo momento, il progettista di PCB ha pensato che ci sarebbe stato un lungo via stub comunque, e l'impatto dovrebbe essere lo stesso, quindi hanno messo la traccia sullo strato superiore simmetrica allo strato inferiore, quindi la seconda versione del collegamento è diventata così (Poiché la differenza tra i due sarà confrontata più tardi, sarà più convincente per noi confrontare lo stesso collegamento con diversi strati di cablaggio).

Questo è quanto ho detto prima, non importa che sia su o giù, ci sarà una lunga via stub inevitabile. Infatti, a prima vista, si sente lo stesso, perché c'è ancora una via lunga e una breve stub. E' davvero cosi'?

Confrontiamo i due casi per simulazione, e la loro perdita di trasmissione ha una conclusione molto sorprendente, cioè, è davvero la stessa. Come mostrato di seguito: Dopo che i signori ad alta velocità lo hanno confermato ancora e ancora. Assicurati che ci siano davvero due curve, davvero esattamente le stesse. La curva rossa è ricoperta di verde...

Dopo averci pensato, lo stesso vale. Per questo sistema lineare invariante temporale. Anzi, dovrebbero essere uguali. La teoria non vuole spiegare troppo. Se siete interessati a questo tipo di termine, potete cercarlo. In poche parole, dal punto di vista della ricezione finale, la prima volta è la stessa, e poi l'ordine del lungo stub e del breve stub non viene curato quando il stub è lo stesso. L'energia è la stessa quando l'energia viene trasmessa all'estremità ricevente attraverso l'oscillazione. Quindi sembra che questo tipo di caso non abbia importanza se si sposta dal basso verso l'alto o dal basso verso il basso?

Molte volte quando hai una conclusione che pensi sia corretta, spesso hai bisogno di resistere al pestaggio di molte persone. Ad esempio, un collega ha suggerito di dare loro un modello di ricetrasmettitore per vedere se il diagramma oculare è lo stesso? Ok, questa idea è molto buona, perché per molte persone, i parametri S sono molto meno intuitivi delle forme d'onda del dominio temporale o dei diagrammi oculari, quindi dopo aver aggiunto il modello del ricetrasmettitore per la simulazione, abbiamo immediatamente ribaltato questa conclusione...

I produttori di PCB scopriranno improvvisamente che il divario originale sarà così grande, l'altezza dell'occhio è in realtà più di 50 mV di distanza. Entrambi sembrano avere buone forme d'onda, ma nel collegamento PCIE, questa è solo la parte della scheda figlia. Dopo aver inserito la scheda base, il margine di ricezione deve essere molto piccolo, quindi questo è già un grande divario.

Dopo essere stati sorpresi, abbiamo guardato indietro alla perdita di ritorno dei due link, e finalmente abbiamo trovato la differenza.

Dal punto di vista della perdita di ritorno, i risultati della versione 1 saranno effettivamente migliori di quelli della versione 2. Questo è il motivo della differenza nei diagrammi oculari. Quindi per questo tipo di situazione in cui ci sarà sempre via stub, la scelta del nostro strato di routing avrà in realtà una grande influenza, e non possiamo più fare affidamento sullo strato inferiore o superiore secondo la tradizione. In questo momento, problemi specifici devono essere analizzati in dettaglio.