【導(dǎo)讀】常有朋友問(wèn)問(wèn)題的。很多時(shí)候一個(gè)問(wèn)題來(lái)來(lái)回回也就幾條信息,也不知道朋友們有沒(méi)有弄明白,實(shí)在不是因?yàn)楦咚傧壬粯?lè)意說(shuō)更多,而是百來(lái)個(gè)字,又沒(méi)有圖實(shí)在是很難把一個(gè)問(wèn)題說(shuō)清楚的。
一.過(guò)孔選擇
經(jīng)常有朋友問(wèn)問(wèn)題的。很多時(shí)候一個(gè)問(wèn)題來(lái)來(lái)回回也就幾條信息,也不知道朋友們有沒(méi)有弄明白,實(shí)在不是因?yàn)楦咚傧壬粯?lè)意說(shuō)更多,而是百來(lái)個(gè)字,又沒(méi)有圖實(shí)在是很難把一個(gè)問(wèn)題說(shuō)清楚的。所以催生了《抽絲剝繭》系列文章,高速先生將專(zhuān)門(mén)撰文來(lái)解答各位朋友平時(shí)提出的問(wèn)題。
本期問(wèn)題是這樣的“12G信號(hào),通過(guò)增加過(guò)孔避免stub的影響是好是壞?三個(gè)過(guò)孔有問(wèn)題嗎”?
其實(shí)看到這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候,小陳的心里是樂(lè)呵呵的,12G信號(hào),終于跟小陳心中的“高速”沾上邊了。在這里,先拋出第一個(gè)論點(diǎn),當(dāng)前大部分板卡厚度都在2mm左右,10Gbps以上的信號(hào)過(guò)孔有非常嚴(yán)重的影響,6Gbps以下的設(shè)計(jì)基本不需要考慮過(guò)孔。原因在《反射詳解》中有說(shuō)明,一個(gè)幾十mil的過(guò)孔或者stub,低頻信號(hào)根本“感受”不到。
其實(shí),評(píng)估一個(gè)通道能否正常工作的標(biāo)準(zhǔn)就是信號(hào)協(xié)議,發(fā)送芯片滿(mǎn)足信號(hào)協(xié)議,通道性能滿(mǎn)足信號(hào)協(xié)議,接收芯片滿(mǎn)足信號(hào)協(xié)議,那這樣發(fā)送與接收芯片就能正常的通信了。而信號(hào)協(xié)議中,基本上是不會(huì)要求通道走多長(zhǎng)打多少個(gè)孔的,而是以插損,回?fù)p,模態(tài)轉(zhuǎn)換等指標(biāo)去約束。要知道一個(gè)做得好的過(guò)孔損耗可能只有0.2dB,一個(gè)做得差的的過(guò)孔損耗會(huì)達(dá)到2dB。而SI工程師不可能要求設(shè)計(jì)工程師把走線(xiàn),過(guò)孔做到多少dB以下(如果是這樣的話(huà)SI工程師也就沒(méi)有存在的意義了),而會(huì)將這些變成過(guò)孔個(gè)數(shù)的要求,過(guò)孔結(jié)構(gòu)的要求,走線(xiàn)長(zhǎng)度的要求等等,也就成為了我們的layout guide。
讓我們來(lái)對(duì)比一下過(guò)孔少stub長(zhǎng),以及過(guò)孔多無(wú)stub。下面的比較中,藍(lán)色通道為一個(gè)過(guò)孔,過(guò)孔長(zhǎng)度為10mil,stub為70mil;紅色通道為兩個(gè)過(guò)孔,過(guò)孔長(zhǎng)度為70mil,stub為10mil。唯一的變量為過(guò)孔的阻抗。
當(dāng)過(guò)孔阻抗做的很好(50歐姆)時(shí),插損曲線(xiàn)是這樣子的:
當(dāng)過(guò)孔阻抗偏低(34歐姆)時(shí),插損曲線(xiàn)是這樣子的:
當(dāng)過(guò)孔阻抗偏高(71.5歐姆)時(shí),插損曲線(xiàn)是這樣子的。
可以看到,如果阻抗做的好的話(huà),通道本身的參數(shù)也是非常好的,這個(gè)結(jié)論不止適用于兩個(gè)過(guò)孔,同時(shí)適用于多個(gè)過(guò)孔。而阻抗偏小的情況下,孔多stub短也是優(yōu)于一個(gè)長(zhǎng)stub的。至于阻抗偏高的情況,10G之前單個(gè)過(guò)孔會(huì)比孔多stub短好一些,但是這種情況基本上是不需要考慮的了,如果過(guò)孔阻抗有那么容易偏高的話(huà),SI工程師也不需要那么辛苦的去優(yōu)化過(guò)孔了。
但是,注意這里有但是。Stub長(zhǎng)的問(wèn)題,通過(guò)背鉆非常容易解決。而過(guò)孔阻抗優(yōu)化這件事情,就不是那么簡(jiǎn)單了,需要一定的經(jīng)驗(yàn)積累。而且過(guò)多的過(guò)孔,可能會(huì)使過(guò)多的噪聲注入平面腔體,造成整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定,這個(gè)也需要綜合把控。
回到最開(kāi)始的問(wèn)題,通常12Gbps的信號(hào),30mil的stub是可以接受的,略微做一些阻抗優(yōu)化(選用8-10mil的過(guò)孔,稍微將反焊盤(pán)加大一些),三個(gè)過(guò)孔也并不算多。小陳這邊調(diào)試成功的12G案例中,通道較復(fù)雜的有6對(duì)過(guò)孔+三個(gè)
連接器+接近半米長(zhǎng)的走線(xiàn)。