RK3588 PCB推薦疊層及阻抗設(shè)計(jì)

近期華秋電子聯(lián)合瑞芯微、凡億重磅發(fā)布了：《RK3588 PCB設(shè)計(jì)指導(dǎo)白皮書(shū)》，幫助開(kāi)發(fā)者更好地規(guī)范利用RK3588開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，提高所設(shè)計(jì)的PCB質(zhì)量，在實(shí)戰(zhàn)中鞏固及提高PCB設(shè)計(jì)水平。本文分享，《RK3588 PCB設(shè)計(jì)指導(dǎo)白皮書(shū)》其中章節(jié)——RK3588 PCB推薦疊層及阻抗設(shè)計(jì)。(文末附《RK3588 PCB設(shè)計(jì)指導(dǎo)白皮書(shū)》下載入口)

RK3588 PCB推薦疊層及阻抗設(shè)計(jì)

為了減少在高速信號(hào)傳輸過(guò)程中的反射現(xiàn)象，必須在信號(hào)源、接收端以及傳輸線上保持阻抗的匹配。單端信號(hào)線的具體阻抗取決于它的線寬尺寸以及與參考平面之間的相對(duì)位置。特定阻抗要求的差分對(duì)間的線寬/線距則取決于選擇的PCB疊層結(jié)構(gòu)。由于最小線寬和最小線距是取決于PCB類(lèi)型以及成本要求，受此限制，選擇的PCB疊層結(jié)構(gòu)必須能實(shí)現(xiàn)板上的所有阻抗需求，包括內(nèi)層和外層、單端和差分線等。

PCB疊層設(shè)計(jì)

層的定義設(shè)計(jì)原則：

① 主芯片相臨層為地平面，提供器件面布線參考平面。

② 所有信號(hào)層盡可能與地平面相鄰。

③ 盡量避免兩信號(hào)層直接相鄰。

④ 主電源盡可能與其對(duì)應(yīng)地相鄰。

⑤ 原則上應(yīng)該采用對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)稱(chēng)的含義包括：介質(zhì)層厚度及種類(lèi)、銅箔厚度、圖形分布類(lèi)型(大銅箔層、線路層)的對(duì)稱(chēng)。

PCB的層定義推薦方案：具體的PCB層設(shè)置時(shí)，要對(duì)以上原則進(jìn)行靈活掌握，根據(jù)實(shí)際的需求，確定層的排布，切忌生搬硬套。以下給出常見(jiàn)的層排布推薦方案，供參考。在層設(shè)置時(shí)，若有相鄰布線層，可通過(guò)增大相鄰布線層的間距，來(lái)降低層間串?dāng)_。對(duì)于跨分割的情況，確保關(guān)鍵信號(hào)必須有相對(duì)完整的參考地平面或提供必要的橋接措施。

RK3588目前使用10層1階，10層2階，8層通孔等PCB疊層，以下疊層結(jié)構(gòu)做為范例，可以給客戶(hù)在疊層結(jié)構(gòu)的選擇和評(píng)估上提供幫助。如果選擇其他類(lèi)型的疊層結(jié)構(gòu)，請(qǐng)根據(jù)PCB廠商給出的規(guī)格，重新計(jì)算阻抗。

8層通孔板1.6mm厚度疊層設(shè)計(jì)

在8層通孔板疊層設(shè)計(jì)中，頂層信號(hào)L1的參考平面為L(zhǎng)2，底層信號(hào)L8的參考平面為L(zhǎng)7。建議層疊為T(mén)OP-Gnd-Signal-Power-Gnd-Signal-Gnd-Bottom，基銅厚度建議全部采用 1oZ，厚度為1.6mm，詳細(xì)的疊層設(shè)計(jì)如表2-1所示。

8層通孔板1.6mm厚度阻抗設(shè)計(jì)

1. 外層單端40歐姆阻抗設(shè)計(jì)

使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬為5.8mil，L1與L8層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L1層與L8層40歐姆單端走線為5.8mil。如圖2-1所示。

2. 外層單端50歐姆阻抗設(shè)計(jì)

使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬為3.8mil，L1與L8層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L1層與L8層50歐姆單端走線為3.8mil。如圖2-2所示。

3. 外層差分80歐姆阻抗設(shè)計(jì)

使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為4.3/3.7mil，L1與L8層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L1層與L8層80歐姆差分走線為4.3/3.7mil。如圖2-3所示。

4. 外層差分85歐姆阻抗設(shè)計(jì)

使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為3.9/4.1mil，L1與L8層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L1層與L8層85歐姆差分走線為3.9/4.1mil。如圖2-4所示。

5. 外層差分90歐姆阻抗設(shè)計(jì)

使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為3.6/4.4mil，L1與L8層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L1層與L8層90歐姆差分走線為3.6/4.4mil。如圖2-5所示。

6. 外層差分100歐姆阻抗設(shè)計(jì)

使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為3.3/7.7mil，L1與L8層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L1層與L8層100歐姆差分走線為3.3/7.7mil。如圖2-6所示。

7. 內(nèi)層單端40歐姆阻抗設(shè)計(jì)

使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬為6.8mil，L3與L6層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L3層與L6層40歐姆單端走線為6.8mil。如圖2-7所示。

8. 內(nèi)層單端50歐姆阻抗設(shè)計(jì)

使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬為4.2mil，L3與L6層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L3層與L6層50歐姆單端走線為4.2mil。如圖2-8所示。

9. 內(nèi)層差分80歐姆阻抗設(shè)計(jì)

使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為4.0/4.0mil，L3與L6層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L3層與L6層80歐姆差分走線為4.0/4.0mil。如圖2-9所示。

10. 內(nèi)層差分85歐姆阻抗設(shè)計(jì)

使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為3.6/4.4mil，L3與L6層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L3層與L6層85歐姆差分走線為3.6/4.4mil。如圖2-10所示。

11. 內(nèi)層差分90歐姆阻抗設(shè)計(jì)

使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為3.3/4.7mil，L3與L6層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L3層與L6層90歐姆差分走線為3.3/4.7mil。如圖2-11所示。

12. 內(nèi)層差分100歐姆阻抗設(shè)計(jì)

使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為3.3/7.7mil，L3與L6層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L3層與L6層100歐姆差分走線為3.3/7.7mil。如圖2-12所示。

總體阻抗走線線寬如下表2-2所示：

8層通孔板1.2mm厚度疊層設(shè)計(jì)

在8層通孔板疊層設(shè)計(jì)中，頂層信號(hào)L1的參考平面為L(zhǎng)2，底層信號(hào)L8的參考平面為L(zhǎng)7。建議層疊為T(mén)OP-Gnd-Signal-Power-Gnd-Signal-Gnd-Bottom，基銅厚度建議全部采用1oZ，厚度為1.2mm，詳細(xì)的疊層設(shè)計(jì)如表2-3所示。

8層通孔板1.2mm厚度阻抗設(shè)計(jì)

按照?qǐng)D2-3所示疊層設(shè)計(jì)參數(shù)，使用華秋DFM軟件進(jìn)行阻抗計(jì)算，計(jì)算方法與上述8層1.6MM通孔一致，不一一截圖，計(jì)算出的阻抗線寬線距如表2-4所示。

8層通孔板1.0mm厚度疊層設(shè)計(jì)

在8層通孔板疊層設(shè)計(jì)中，頂層信號(hào)L1的參考平面為L(zhǎng)2，底層信號(hào)L8的參考平面為L(zhǎng)7。建議層疊為T(mén)OP-Gnd-Signal-Power-Gnd-Signal-Gnd-Bottom，基銅厚度建議全部采用 1oZ，厚度為1.0mm，詳細(xì)的疊層設(shè)計(jì)如圖表2-5所示。

8層通孔板1.0mm厚度阻抗設(shè)計(jì)

按照表2-5所示疊層設(shè)計(jì)參數(shù)，使用華秋DFM軟件進(jìn)行阻抗計(jì)算，計(jì)算方法與上述8層1.6MM通孔一致，不一一截圖，計(jì)算出的阻抗線寬線距如表2-6所示。

10層1階HDI板1.6mm厚度疊層設(shè)計(jì)

在10層1階板疊層設(shè)計(jì)中，頂層信號(hào)L1的參考平面為L(zhǎng)2，底層信號(hào)L10的參考平面為L(zhǎng)9。建議層疊為T(mén)OP-Signal/Gnd-Gnd/Power-Signal-Gnd/Power-Gnd/Power-Gnd/Power-Signal-Gnd-Bottom，其中L1，L2，L9，L10，建議采用1oZ，其它內(nèi)層采用HoZ。如圖2-13所示為1.6mm板厚的參考疊層。

10層1階HDI板1.6mm厚度阻抗設(shè)計(jì)

按照?qǐng)D2-13所示疊層設(shè)計(jì)參數(shù)，使用華秋dfm軟件進(jìn)行阻抗計(jì)算，計(jì)算方法與上述8層通孔一致，不一一截圖，計(jì)算出的單端阻抗線寬線距如圖2-14所示，差分阻抗線寬線距如圖2-15所示。

10層2階HDI板1.6mm厚度疊層設(shè)計(jì)

在10層2階板疊層設(shè)計(jì)中，頂層信號(hào)L1的參考平面為L(zhǎng)2，底層信號(hào)L10的參考平面為L(zhǎng)9。建議層疊為T(mén)OP-Gnd-Signal-Gnd-Power-Signal/Pow-Gnd-Signal-Gnd-Bottom，其中L1，L2，L3，L8，L9，L10，建議采用1oZ，其它內(nèi)層采用HoZ。圖2-17為1.6mm板厚的參考疊層。

10層2階HDI板1.6mm厚度阻抗設(shè)計(jì)

按照?qǐng)D2-17所示疊層設(shè)計(jì)參數(shù)，使用華秋dfm軟件進(jìn)行阻抗計(jì)算，計(jì)算方法與上述8層通孔一致，不一一截圖，計(jì)算出的單端阻抗線寬線距如圖2-18所示，差分阻抗線寬線距如圖2-19所示。