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[经验] 了解了串行/并行高速信号,你才能开始PCB布线

2019-10-1 07:00:00  381 高速PCB设计 布线
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PCB设计的都知道,没有一点高速方面的知识,你就不是一个有经验的PCB设计工程师。高速信号常见于各类的串行总线与并行总线,只有你知道是什么总线,你还得知道它跑多快,才能开始进行布线。

什么是串行总线,什么是并行总线?
对于串行总线,并行总线,从字面意义你就知道个大概了。串行就是数据是一位一位的发送,并行就是数据一组一组的发送。如下图所示



并行传输最好的例子就是存储芯片DDR,它是有一组数据线D0—D7,加DQS,DQM,这一组线是一起传输的,无论哪位产生错误,数据都不会正确的传送过去,只有重新传输。所以数据线每根线要等长,必须得绕几下才行。

串行数据就不一样,数据是一位一位的传,位与位之间是没有联系的。不会因为这位有错误,使下一位不能传输。并行数据是一组数据其中一位不对,整组数据都不行。

高速并行,串行布线的区别
并行数据因为是一组一组一起传的,每一位都必须是一起传输到位,不能说有一位可以迟到一点,因此一组线之间在PCB布线时就得等长。不信你来看看下面的几张图





这些弯弯曲曲的线就是为了一组线能等长,所以短的线就必须这样绕几下,是不是看着就有千条蛇在爬,心慌的很。这就是蛇形线的由来。

串行数据虽说是一位一位的传,不用等长,但也并不是一根线,高速线一般都是走差分线,也就是一正一负两根线。这是为了提高抗干扰性能。不过串行总线能走10G,20G的信号,并行总线就不行了。就让大家来见识一下串行总线的模样吧





看出什么了吗?跟其它布线有不一样吧。线走的不是一般的45度角,这个其实是10度走线,为什么是10度?这个是老外仿真及实践的结果,10度比走圆弧对信号传输的性能还要好。

各种高速总线接口的速率
这里给大家科普一下,给大家看看各种总线的速率,如下图所示



这其中速率最高的是雷电接口,最高达到了40G,USB理论上最快的是USB3.1达到10G,HDMI最快能到10.2G。显示接口也挺快达到了32.4G。PCI-E最快是16G。注意这些统统都是串行高速通信接口。

我们家里的网络一般是通过光纤接进来的,光传输设备速率一般分为155Mb/s、622Mb/s、1.25Gb/s、2.5Gb/s、10Gb/s,也就是说目前光纤的最大传输速率是10Gb/s。

王栋春 2019-10-1 21:05:06
非常实用的经验分享
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