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如下表所示，接口信號能工作在8Gbps及以上速率，由于速率很高，PCB布線設計要求會更嚴格，在前幾篇關于PCB布線內容的基礎上，還需要根據本篇內容的要求來進行PCB布線設計。 高速信號布線時盡量少打孔換層，換層優先選擇兩邊是GND的層面處理。盡量收發信號布線在不同層，如果空間有限，需收發信號走線同層時，應加大收發信號之間的布線距離。 針對以上高速信號還有如下方面的要求： 01 BGA焊盤區域挖參考層 如果接口的工作速率≥8Gbps，建議在BGA區域，挖掉這些信號正下方的L2層參考層，以減小焊盤的電容效應，挖空尺寸R=10mil。 如果接口的工作速率＜8Gbps，例如DP接口只工作在5.4Gbps，那么不用挖BGA區域的參考層，如下圖所示。 02 避免玻纖編織效應 PCB基板是由玻璃纖維和環氧樹脂填充壓合而成。玻璃纖維的介電常數大約是6，樹脂的介電常數一般不到3。在路徑長度和信號速度方面發生的問題，主要是由于樹脂中的玻璃纖維增強編織方式引起的。 較為普通的玻璃纖維編織中的玻璃纖維束是緊密絞合在一起的，因此束與束之間留出的大量空隙需要用樹脂填充，PCB中的平均導線寬度要小于玻璃纖維的間隔，因此一個差分對中的一條線可能有更多的部分在玻璃纖維上、更少的部分在樹脂上，另一條線則相反（樹脂上的部分比玻璃纖維上的多）。這樣會導致D+和D-走線的特性阻抗不同，兩條走線的時延也會不同，導致差分對內的時延差進而影響眼圖的質量。 當接口的信號速率達到8Gbps，且走線長度超過1.5inch，需謹慎處理好玻纖編織效應。建議采用以下方式之一來避免玻纖編織效應帶來的影響。 方式一：改變走線角度，如按10°~ 35°，或PCB生產加工時，將板材旋轉10°以保證所有走線都不與玻纖平行，如下圖所示。 方式二：使用下圖走線，則W至少要大于3倍的玻纖編織間距，推薦值W=60mil，θ=10°，L=340mil。 03 差分過孔建議 1、高速信號盡量少打孔換層，換層時需在信號孔旁邊添加GND過孔。地過孔數量對差分信號的信號完整性影響是不同的。無地過孔、單地過孔以及雙地過孔可依次提高差分信號的信號完整性。 2、選擇合理的過孔尺寸。對于多層一般密度的PCB設計來說，選用0.25mm/0.51mm/0.91mm（鉆孔/焊盤/POWER隔離區）的過孔較好；對于一些高密度的PCB也可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm 的過孔，也可以嘗試盲埋孔設計。 3、過孔中心距的變化，對差分信號的信號完整性影響是不同的。對于差分信號，過孔中心距過大或過小，均會對信號完整性產生不利影響。 4、如果接口的工作速率≥8Gbps，那么這些接口差分對的過孔尺寸建議根據實際疊層進行仿真優化。 以下給出基于EVB一階HDI疊層的過孔參考尺寸： R_Drill=0.1mm (鉆孔半徑) R_Pad=0.2mm (過孔焊盤半徑) D1：差分過孔中心間距 D2：表層到底層的反焊盤尺寸 D3：信號過孔與回流地過孔的中心間距 04 耦合電容優化建議 1、耦合電容的放置，按照設計指南要求放置。如果沒有設計指南時，若信號是IC到IC，耦合電容靠近接收端放置；若信號是IC到連接器，耦合電容請靠近連接器放置。 2、盡可能選擇小的封裝尺寸，減小阻抗不連續。 3、如果接口的信號工作速率≥8Gbps，那么這些接口的差分隔直電容建議按如下方式進行優化： 1）根據接口選擇挖空一層或者兩層地平面，如果挖空電容焊盤正下方L2地參考層，需要隔層參考，即L3層要為地參考層； 2）如果挖空L2和L3地參考層，那么L4層要為地參考層。挖空尺寸需根據實際疊層通過仿真確定；以下給出基于EVB一階HDI疊層的參考尺寸。 【注】D1：差分耦合電容之間的中心距；L：挖空長度；H：挖空寬度。 4、在耦合電容四周打4個地通孔以將L2~L4層的地參考層連接起來，如下圖所示。 05 ESD優化建議 1、ESD保護器件的寄生電容必須足夠低，以允許高速信號傳輸而不會降級。 2、ESD需放置在被保護的IC之前，但盡量與連接器/觸點PCB側盡量靠近；放置在與信號線串聯任何電阻之前；放置在包含保險絲在內的過濾或調節器件之前。 3、如果接口的信號工作速率≥8Gbps，那么這些接口的差分對ESD器件建議按以下方式優化。挖空ESD焊盤正下方L2和L3地參考層，L4層作為隔層參考層，需要為地平面。挖空尺寸需結合 ESD型號并根據實際疊層通過仿真確定。 以下給出基于基于EVB一階HDI疊層的所用ESD型號為ESD73034D的參考尺寸： 4、同時在每個ESD四周打4個地通孔，以將L2~L4層的地參考層連接起來，如下圖所示。 06 連接器優化建議 1、在連接器內走線要中心出線。如果高速信號在連接器有一端信號沒有與GND相鄰PIN時，設計時應在其旁邊加GND孔。 2、如果接口的信號工作速率≥8Gbps，那么這些接口的連接器要能符合相應的標準要求（如HDMI2.1/DP1.4/PCI-E3.0協議標準）。推薦使用這些廠商的連接器：Molex、Amphenol、HRS等等。 3、根據接口選擇挖空一層或者兩層地平面，如果挖空連接器焊盤正下方的L2地參考層，需隔層參考，即L3層要作為地參考層；如果挖空L2和L3的地參考層，那么L4層需要為地平面，作為隔層參考層。挖空尺寸需結合連接器型號并根據實際疊層通過仿真確定。 4、建議在連接器的每個地焊盤各打2個地通孔，且地孔要盡可能靠近焊盤。 以下給出基于EVB一階HDI疊層的挖空參考尺寸： 連接器推薦布線方式： 設計完PCB后，一定要做分析檢查，才能讓生產更順利，這里推薦一款可以一鍵智能檢測PCB布線布局最優方案的工具：華秋DFM軟件，只需上傳PCB/Gerber文件后，點擊一鍵DFM分析，即可根據生產的工藝參數對設計的PCB板進行可制造性分析。 華秋DFM軟件是國內首款免費PCB可制造性和裝配分析軟件，擁有300萬+元件庫，可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能，開發了19大項，52細項檢查規則，PCBA組裝的分析功能，開發了10大項，234細項檢查規則。 基本可涵蓋所有可能發生的制造性問題，能幫助設計工程師在生產前檢查出可制造性問題，且能夠滿足工程師需要的多種場景，將產品研制的迭代次數降到最低，減少成本。 華秋DFM軟件下載地址（復制到電腦瀏覽器打開）： https://dfm.elecfans.com/uploads/software/promoter/HQDFM%20V3.7.0_DFMGZH.zip |
