一種減少高速差分對之間串?dāng)_影響的設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種減少高速差分對之間串?dāng)_影響的設(shè)計方法，通過改變差分對中間DC耦合電容的擺放位置，使差分對走線在DC耦合電容前后走線極性反轉(zhuǎn)，從而使遠(yuǎn)端串?dāng)_正負(fù)幅度噪聲相互疊層，削弱差分總噪聲能。通過理論分析及仿真驗證，本發(fā)明一種可有效改進(jìn)高密度布線PCB板上高速信號串?dāng)_質(zhì)量的設(shè)計方法，此方法的應(yīng)用可以促使產(chǎn)品開發(fā)成本的降低，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，從而提高產(chǎn)品在市場上的競爭力。
【專利說明】一種減少高速差分對之間串?dāng)_影響的設(shè)計方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及PCB設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種減少高速差分對之間串?dāng)_影響的設(shè)計方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前服務(wù)器產(chǎn)品PCB設(shè)計正趨向于信號高速率，布線高密度方向發(fā)展。如此設(shè)計方式可提升產(chǎn)品性能，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，從而增強產(chǎn)品在市場上的競爭力。然后，它也帶來了設(shè)計難度的增大，如為降低產(chǎn)品成本，可減少疊層設(shè)計層數(shù)，這樣大幅增大了高速布線難度，差分對之間空間的減少，將增大差分對之間的耦合性，從而帶來串?dāng)_強度的增大。同時，由于信號速度的提升，意味著信號上升時間的變短，串?dāng)_飽和耦合長度的縮短，即高速信號經(jīng)過較短的耦合走線長度，串?dāng)_噪聲幅度就達(dá)到最大值。因此，信號速度的提升，layout高速布線密度的增大，會使信號之間串?dāng)_效應(yīng)的影響更加顯著，從而影響到產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0003]在PCB主板layout布線時，由于信號傳播路徑上存在的寄生電感和電容效應(yīng)，因此，信號在一根PCB Trace路徑上傳播時，必然會通過耦合的寄生電感和電容，傳播到與其相鄰的其他Trace上,并在其Victim Trace的近端(near end)和遠(yuǎn)端(far end)上產(chǎn)生電壓噪聲，從而引入串?dāng)_。
[0004]通常在主板PCB上聞速線layout布線時,都是按如圖1所不的拓?fù)浞绞竭M(jìn)行，差分對極性相反，即差分對Pairl的負(fù)線(negative,縮寫N)和差分Pair2的正線(Positive,縮寫P)相鄰，其他差分對之間相鄰情況也是如此。
[0005]因此，針對上述差分走線方式，進(jìn)行理論分析及按此走線方式進(jìn)行串?dāng)_仿真模擬，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲幅度為正方向:干擾線(Aggressor線)上的正脈沖在受干擾線(Victim線)上產(chǎn)生負(fù)脈沖，干擾線(Aggressor線)上的負(fù)脈沖在受干擾線(Victim線)上產(chǎn)生正脈沖，兩個脈沖疊加，Victim線上形成正差分噪聲，如圖2所示，即差分對極性相反，差分正噪聲。
[0006]通過改變差分Aggressor和Victim Pair的極性,使差線對極性相同，如圖3所示，差分串?dāng)_為負(fù)噪聲。
[0007]從上述分析可知，可得如下結(jié)果:
I)、當(dāng)差分對極性相反時，遠(yuǎn)端差分噪聲為正幅度。
[0008]2)、當(dāng)差分對極性相同時，遠(yuǎn)端差分噪聲為負(fù)幅度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種減少高速差分對之間串?dāng)_影響的設(shè)計方法。
[0010]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種減少高速差分對之間串?dāng)_影響的設(shè)計方法，通過改變差分對中間DC耦合電容的擺放位置，使差分對走線在DC電容前后走線極性反轉(zhuǎn)，即由極性相反轉(zhuǎn)變?yōu)闃O性相同，或由極性相同轉(zhuǎn)變?yōu)闃O性相反，從而使遠(yuǎn)端串?dāng)_正負(fù)幅度噪聲相互疊層，削弱差分總噪聲能。
[0011]由于當(dāng)差分對極性相反時，遠(yuǎn)端差分噪聲為正幅度，當(dāng)差分對極性相同時，遠(yuǎn)端差分噪聲為負(fù)幅度，一條差分線，通過對中間DC耦合電容的擺放位置，使差分對走線在DC電容前后走線極性反轉(zhuǎn)，則前后兩段產(chǎn)生的正幅度噪聲和負(fù)幅度噪聲相互疊加抵消，從而削弱差分總噪聲能
在若干對差分線分布中，DC耦合電容前后走線極性相同的差分線和DC耦合電容前后走線極性相反的差分線間隔排列。這樣可以保證相鄰的差分線對前后兩段走線的極性反轉(zhuǎn)，降低干擾。
[0012]在PCB板上布線時，對于一對水平走向的差分線，其中一組走線的DC耦合電容沿豎直方向設(shè)置，另一組走線的DC耦合電容沿豎直方向設(shè)置在該組走線右段的兩旁。這樣，耦合電容左段的走線經(jīng)過耦合電容后，上下位置交換，從而改變了耦合電容右段的極性。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:通過理論分析及仿真驗證，本發(fā)明一種可有效改進(jìn)高密度布線PCB板上高速信號串?dāng)_質(zhì)量的設(shè)計方法，此方法的應(yīng)用可以促使產(chǎn)品開發(fā)成本的降低，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，從而提高產(chǎn)品在市場上的競爭力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為PCB高速layout布線拓?fù)浞绞绞疽鈭D；
圖2為差分對極性相反時的差分噪聲形成示意圖；
圖3為差分對極性相同時的差分噪聲形成示意圖；
圖4為本發(fā)明電容位置變化引起差分對極性改變的拓?fù)鋱D，雙點劃線框內(nèi)為相鄰線的極性；
圖5為本發(fā)明PCB的布線圖，其中雙點劃線框內(nèi)是一組DC耦合電容。

【具體實施方式】
[0015]下面參照附圖，通過【具體實施方式】，對本發(fā)明進(jìn)一步說明:
如圖4所示，一種減少高速差分對之間串?dāng)_影響的設(shè)計方法，通過改變差分對中間DC耦合電容的擺放位置，使差分對走線在DC耦合電容前后走線極性反轉(zhuǎn)，即由極性相反轉(zhuǎn)變?yōu)闃O性相同，從而使遠(yuǎn)端串?dāng)_正負(fù)幅度噪聲相互疊層，削弱差分總噪聲能。
[0016]在若干對差分線分布中，DC耦合電容前后走線極性相同的差分線和DC耦合電容前后走線極性相反的差分線間隔排列。
[0017]如圖5所示，在PCB板上，對于一對水平走向的差分線，其中一組走線的DC耦合電容沿豎直方向設(shè)置，另一組走線的DC耦合電容沿豎直方向設(shè)置在該組走線右段的兩旁。這樣，耦合電容左段的走線經(jīng)過耦合電容后，上下位置交換，從而改變了耦合電容右段的極性。
[0018]改變電容的擺放位置，是為了改變差分走線的極性，以達(dá)到遠(yuǎn)端串?dāng)_抑制能力。而這種方式是否會對insert1n loss (插入損耗)也產(chǎn)生影響，即引起信號傳輸損耗的增大。如果電容位置改變后，插入損耗劇增話，那改進(jìn)方案設(shè)計將沒有意義。因此，針對電容位置改變前后兩種差分走線方式進(jìn)行頻率insert1n loss仿真,通過對兩種情況(電容原始擺放時，電容位置改變時)插入損耗波形情況對比可知:電容位置的改變對高速信號傳播路徑上的傳輸損耗無影響。
[0019]同時，對電容擺放位置兩種情況(原始電容位置，電容位置改變)下的遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲進(jìn)行仿真，電容位置改變后的噪聲幅值大大降低。
[0020]通過上述插入損耗和遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲仿真對比可見，通過改變電容的擺放位置，從而改變差分走線布線的極性，使其遠(yuǎn)端噪聲得以抑制。此種設(shè)計方式可有效改善在高密度走線互連時信號質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種減少高速差分對之間串?dāng)_影響的設(shè)計方法，其特征在于:通過改變差分對中間DC耦合電容的擺放位置，使差分對走線在DC耦合電容前后走線極性反轉(zhuǎn)，從而使遠(yuǎn)端串?dāng)_正負(fù)幅度噪聲相互疊層，削弱差分總噪聲能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少高速差分對之間串?dāng)_影響的設(shè)計方法，其特征在于:在若干對差分線分布中，DC耦合電容前后走線極性相同的差分線和DC耦合電容前后走線極性相反的差分線間隔排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種減少高速差分對之間串?dāng)_影響的設(shè)計方法，其特征在于:所述DC耦合電容的擺放位置，在PCB板上，對于一對水平走向的差分線，其中一組走線的DC耦合電容沿豎直方向設(shè)置，另一組走線的DC耦合電容沿豎直方向設(shè)置在該組走線右段的兩旁。
【文檔編號】G06F17/50GK104182576SQ201410410813
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】武寧, 吳福寬 申請人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司