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僅僅隻是PCB背板的問題(tí)嗎?

發布時間:2020-12-14 17:07:19

某老鐵自己設計的一(yī)個10Gbps背板係統包含(hán)交換板、背板和業務板,但調試的時(shí)候發現其中有幾個槽位眼圖質量比較差,然後客戶想讓我們修改背板來解決問題,各位(wèi)老鐵(tiě),改(gǎi)背板(bǎn)就有救了嗎?

高速先生成員--周偉

閑(xián)話少(shǎo)說,事情是這樣的:某一直關注高速先(xiān)生的老鐵有天突然發了一個求助郵件給我們,內容如下:
1.png

我們拿到(dào)板子文件,根(gēn)據描述,背板的架構如下,其(qí)中有問題的是交換板6槽到3、4槽,交換板7槽到9、10槽。

 

2.png

居然是對稱的出錯,看來這個問題不是偶然而是必然,事出反常必有妖,下麵開(kāi)始我們高速先生捉妖的一貫套路(lù)!

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首先我們需要(yào)查看PCB設(shè)計文(wén)件,我們始終相信隻要設計哪(nǎ)裏有問(wèn)題(tí),總是能通過PCB文件查到一些蛛絲馬跡的,隻是隱藏的深淺不(bú)一而已(yǐ)。接下來(lái)我們一一對各塊板子進行(háng)細致的檢查(無非就是檢查哪裏違背了高速設計(jì)規則(zé),然後(hòu)判斷影響的大小)。

 

先來看背板,背板(bǎn)走線比較簡(jiǎn)單,基本(běn)是連接器到連接器直(zhí)連(lián),且做了背鑽,也對差分孔進行了一定的優化(huà),初步看起來沒有什麽大的問題,一(yī)些小問題如下:

 

4.png

主要的問題(tí)是差分對(duì)穿過連(lián)接器,反焊盤沒法繼續掏大,同時焊盤又太大,導致過孔阻抗會偏低。

 

接著再來看看交(jiāo)換板的PCB走線情況(為了保(bǎo)密,盡量隻截取和我們問題相關的部分走線),可以看出,沒有出問題的通道線路主要分(fèn)布在芯片上下的位置,線(xiàn)路比較長且靠近底(dǐ)層走線(xiàn),stub較短;而出問題(tí)的兩個(gè)插槽正好位於中間部分的走線,線路都比較短(2.2inch左右),最主要的問題是2mm板厚大部分信號走在第三層(紅色走線),且連接器過孔沒有做反焊盤優(yōu)化,此時過孔stub的影響非常大,差分過孔阻抗估計不足60ohm。另外在芯片處由於空間(jiān)比較小,反焊盤掏空的尺寸有(yǒu)限,且stub也較長,過孔阻抗先天會較低,在我們看來交換板的設計對於高速信號來說可能是最(zuì)致(zhì)命的影響。

 

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最後來檢查業(yè)務板,業務板上(shàng)和交換板的設計一樣也有致命的缺陷,主要的問題是2mm的(de)板(bǎn)厚,關鍵的信號走在第(dì)三層(céng)且沒有背鑽,這樣導致過孔(kǒng)stub較長,而差分過孔本身又(yòu)沒有(yǒu)優化(huà),這幾個(gè)因(yīn)素嚴重影響到過孔阻抗,導致過孔阻抗偏低,加劇了係統的信號(hào)反射。

 

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從上麵查板的結果來看,大致問(wèn)題已經比較清楚(chǔ)了,修改(gǎi)背板不一(yī)定能解決這個信號質量(liàng)不好的問題,主要是交換板和(hé)業務板本身的(de)設計問題比較大造成的,而這些問題如(rú)過孔stub太長、過孔沒(méi)有優化等其實我們高速先生之前一直強調(diào)過,高(gāo)速信號(hào)需要注意的細節會更多,往往一個細節沒有注意就會成為壓死駱駝的最後一根稻草!

 

下(xià)一步我們會通過仿真和測試來進行驗(yàn)證我們的猜想,欲知詳情,請看下回分解!

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