Vì tất cả các chip xuất hiện trên bảng PCI hoặc thẻ PCIe, bố trí và định tuyến của các bảng này có vẻ rất phức tạp. Tuy nhiên, kiến trúc tiêu chuẩn hóa của PCIe cung cấp cho các nhà thiết kế sự linh hoạt đáng kể.
Một vấn đề phức tạp hơn một chút là PCIe BGA được phân tán từ các thành phần trên các thẻ này. Bí quyết để thực hiện chiến lược định tuyến phân xuất và thoát là đảm bảo bạn tuân thủ bố cục PCIe và đặc tả định tuyến. Với ý nghĩ đó, chúng ta hãy đi sâu vào một số kỹ thuật để định tuyến quạt và thoát.
PCIe BGA Quạt ra
Giống như hầu hết các thành phần có BGA, không có quy tắc vàng cho quạt BGA. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào khoảng cách giữa các quả bóng trong BGA. Các nhà sản xuất thành phần có thể đề xuất các chiến lược phân xuất khác nhau cho các thành phần PC cụ thể, vì vậy tốt nhất là kiểm tra bảng dữ liệu của họ trước khi thực hiện chiến lược phân xuất.
Chính sách định tuyến thoát thực tế sẽ phụ thuộc một phần vào ngăn xếp lớp. Các thiết bị PCIe chủ yếu được xây dựng trên bảng mạch 4 lớp, mặc dù bảng mạch 6 lớp cũng là một lựa chọn phổ biến. Tổng độ dày của thẻ được giới hạn ở mức 1,57mm bất kể số lượng lớp. Đối với bảng mạch bốn lớp, không gian cáp sẽ được giới hạn ở hai lớp vì có hai lớp đồng bên trong.
Với BGA với khoảng cách rất dày, bạn có thể trực tiếp đưa nó ra khỏi gói mà không cần phải đặt lỗ trên đường tín hiệu. Hướng dẫn định tuyến PCIe chỉ định các tuyến đối xứng, ngay cả dưới BGA. Khi bạn đang định tuyến dưới các gói giữa các quả bóng liền kề, bạn có thể cần phải đặt khuỷu tay trên đường tín hiệu để thực hiện kết nối mong muốn. Phản chiếu chênh lệch từ mặt đất càng gần càng tốt so với bất kỳ đường cong nào trong hai đường ghi trên. Tốt nhất là định tuyến một cặp khác biệt giữa các pad thay vì đặt pad giữa một cặp dấu vết.
Chiến lược phân tán xương chó hoạt động tốt cho BGA thô đến trung bình, nhưng mẹo là giữ dấu vết dưới bao bì. Điều này có thể khó khăn do giới hạn độ dày của tấm vì nó giới hạn số lượng lớp có sẵn. Trên thực tế, yêu cầu định tuyến các cặp chênh lệch giữa các quả bóng thực sự dễ dàng hơn để đạt được hai dòng đầu tiên trong BGA trực tiếp trên lớp tín hiệu hàng đầu (tức là không có lỗ thủng) so với chiến lược quạt xương chó điển hình. Sau đó, trên hàng bên trong, cấu trúc quạt xương chó với lỗ thông qua có thể được sử dụng để đạt được một lớp tín hiệu khác. Khi dây đi qua lớp đồng, hãy chắc chắn để bao gồm đường kính pad thích hợp.
Đối với BGA có khoảng cách cực cao, số lượng pin rất cao và bạn có thể không có lựa chọn nào khác ngoài việc chọn số lượng lớp cao hơn thông qua cáp HDI. Khoảng cách BGA tốt có thể không hỗ trợ chiến lược quạt điển hình do số lượng máy cắt cần thiết để kết nối. Bạn sẽ muốn sử dụng VIPPO overhole để truy cập vào lớp bên trong của bảng vì lớp mạ trong VIPPO ngăn lõi hàn hút vào mặt sau của bảng.
Đường đi sau khi thoát
Một khi dấu vết của bạn thoát khỏi BGA, những gì xảy ra tiếp theo phụ thuộc vào thiết bị được cài đặt trên BGA. Mặc dù bố cục PCIe chính thức và thông số kỹ thuật định tuyến xác định chiều dài dấu vết tối đa cho phép, giá trị trở kháng chênh lệch và số lượng tối đa các lỗ có thể xuất hiện trên kết nối, các thành phần của bạn có thể có các yêu cầu khác nhau. Thông số kỹ thuật định tuyến bên ngoài BGA phụ thuộc nhiều vào các thành phần và tiêu chuẩn tín hiệu được sử dụng hơn là chỉ nhìn vào số lượng tối đa cho phép trong tiêu chuẩn PCIe.
Do dung sai nhạy cảm của chính linh kiện điện tử, các yêu cầu về hệ thống dây tối thiểu, điển hình và tối đa cho những thay đổi này là do việc sử dụng các thành phần khác nhau. Các yêu cầu này thường nghiêm ngặt hơn các giới hạn được cung cấp trong tiêu chuẩn PCIe chính thức, bất kể tuổi tác của chúng. Do đó, bảng dữ liệu của các bộ phận nên luôn được kiểm tra trước khi bạn bắt đầu thiết kế bố cục và ống vải.
Bảng mạch BGA
Để duy trì tính nhất quán của dấu vết chênh lệch trở kháng và trong dung sai mong muốn, phần mềm thiết kế PCB với thiết kế trở kháng được kiểm soát và chức năng định tuyến có thể được sử dụng. Điều này cho phép ống vải tự động hoặc chức năng ống vải tương tác tự động thiết lập khoảng cách dấu vết và hình học trong khi ống vải. Đảm bảo tuân theo quy tắc "5W" về khoảng cách giữa các cặp khác biệt và phản chiếu bất kỳ độ lệch nào trong một trong các dấu vết liền kề để đảm bảo tính đối xứng. Ngoài ra, hãy đảm bảo xác định dung sai không phù hợp với chiều dài theo tiêu chuẩn truyền tín hiệu đã chọn.
Tốc độ thiết bị ngày nay đòi hỏi các nhà thiết kế phải xác định hình học dấu vết khác biệt với trở kháng đặc tính nhất quán là tuân thủ các quy tắc thiết kế theo tiêu chuẩn PCIe. Sử dụng với phần mềm thiết kế PCB điều khiển thông thường có thể đơn giản hóa bố cục và hệ thống dây điện, giúp dễ dàng thiết kế bảng mạch theo thông số kỹ thuật PCIe.