板上高速信号主要包括:时钟信号、60X 总线信号、L2 Cache 接口信号、Memory 接口信号、PCI 总线0 信号、PCI 总线1 信号、VME 总线信号。这些信号的布线 需要特别注意。 由于高速信号较多,布线前后对信号进行了仿真分析,仿真工具采用Mentor 公司的Hyperlynx7.1 仿真软件,它可以进行布线前仿真和布线后仿真。 1.2 印制板信号完整性整体设计 1.2.1 层叠结构 在传输线(PCB 走线)中的磁力线是沿逆时针方向的,如果把RF 返回路径 与对应的源路径平行并且与其靠近,在返回路径中的磁力线(延逆时针方向的 场),相对于源路径中的磁力线(顺时针方向的场),将是相反的方向。这样顺时 针场和逆时针场可以抵消。如果源和返回路径之间的磁力线被消除或减小,那么 除了在走线附近极小的面积,辐射或传导的RF 电流就不存在了。多层印制板可 CPU MPC755 桥 MPC107 桥 PowerSpan L2 Cache SDRAM VME 桥 CA91C142B SCSI 53C860 ISA 桥 W83C553 以太网 10BaseT PMC 槽1 PMC 槽2 以实现通量最小化,这是采用多层电路板的原因之一。信号层靠近参考层,信号 返回路径直接位于信号线的下方,回路面积最小,通量抵消最明显。 为了实现通量最小化,必须实现PCB 板上信号层和参考层交错排列,这样, 每个信号层都有相邻的参考层。考虑到本板上的芯片数多,特别密集,而且电气 网络也特别多,所以采用多少层的PCB 要仔细安排,多了或少了都不好: 如果层数太少,布线将变得很困难,甚至可能完不成布线。当然在布线过程 中如果感觉布线空间不够,可以再增加层数,但加层后要对已完成的布线做许多 调整,重新安排一些走线规则,这将增加许多工作量。 如果层数太多,加工成本增加,板子厚度可能失控。目前4 层板的板费为 0.5 元/平方厘米左右,而六层板的板费为1.5 元/平方厘米左右。印制板层数每 增加两层,板费要增加好几倍。按VME64 总线标准,印制板厚度应为1.6±0.2mm, 即63±8mil,目前国内的印制板设备,采用的板芯一般最薄的为5mil 厚,铜层 厚度有0.5 盎司、1.0 盎司、1.5 盎司等规格,如果层数太多,印制板厚度无法 满足要求。 1.2.2 阻抗考虑 PCI2.2 规范要求PCB 上的信号线在未焊接器件之前的特征阻抗为60Ω- 100Ω,VME64 规范要求PCB 上的信号线在未焊接器件之前的特征阻抗为50Ω- 60Ω。按目前的集成电路生产工艺,50Ω-100Ω 的阻抗是比较合适的,不同的信号 有一些差别。现在比较好的PCB 加工设备,能加工线宽4mil、间距4mil 的印制 线。根据阻抗要求和目前PCB 加工设备现状,信号线基本采用5mil 线宽和5mil 间距,对有些信号线的阻抗,如果层间距和印制板基材介电常数调整无法满足要 求,可以采用4mil 的信号线布线。
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· 2014-1-11 00:08:06
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