PCIE總線規(guī)范范例：PCI-Express板卡PCB設(shè)計

在像PCIE這樣的高頻環(huán)境中，傳送線在信號線上驅(qū)動電壓變化時會出現(xiàn)阻抗，信號線的寬度和到接地的距離都會影響其阻抗，所以在設(shè)計PCB時需要參考PCIE總線規(guī)范，特別要注意考慮信號阻抗匹配。以下供設(shè)計PCB時作為參考：

● 插卡從金手指邊緣到PCIE芯片管腳的走線長度應(yīng)限制在4英寸（約100mm毫米）以內(nèi)。超過該長度后需要使用高頻差分傳輸線，我們可以提供延長300mm以上的技術(shù)方案。

● PCIE的PERPN，PETPN，PECKPN是三個差分對線，其中PECKPN是100MHz頻率的差分信號線，需要注意保護，前兩對是2.5GHz頻率的差分信號線，更需要注意保護。

● 差分對線中的兩條走線要同步布線。如果走線要轉(zhuǎn)彎，那么兩條走線應(yīng)該同步轉(zhuǎn)彎，并且轉(zhuǎn)彎要避免銳角、直角，而應(yīng)該使用弧線或者鈍角轉(zhuǎn)彎。

● 差分對線走線過程中盡量避免使用VIA過孔，如果一定要通過過孔換層，那么兩條走線應(yīng)該同步做過孔，并且應(yīng)該在靠近信號對線過孔處放置GND地信號過孔，條件允許時適當(dāng)增加周邊GND地信號過孔數(shù)量。

● 差分對線中的兩條走線的長度差應(yīng)該控制在5mil之內(nèi)，最大10mil（約0.25mm）。PCB走線的線寬建議是7mil（約0.18mm），兩條走線的凈間距建議是7mil。有關(guān)線寬和線間距的詳細分析請參考PCIE規(guī)范。

● 兩對差分對線之間的距離（例如PER對與PECK對）、或者差分對線和其它非PCIE信號的距離，建議不小于20mil（約0.5mm），以減少相互之間的串?dāng)_和電磁干擾（EMI）的影響。建議在兩對差分對線之間用GND地線隔離，例如，從左向右是：GND、PECK對線、GND、PER對線、GND、PET對線、GND。

● PCIE芯片，尤其是PCIE信號線的PCB反面，應(yīng)該盡量避免走高頻信號線，最好全GND地鋪銅。例如，CH367芯片的SCL信號線、IORD信號線是相對的高頻信號線，建議不要穿越PCIE芯片走線。

● PCIE需要在發(fā)送端（PETPN）和對方的接收端之間進行交流耦合，差分對的兩個交流耦合電容必須有相同的封裝尺寸，位置要對稱，并且要擺放在靠近金手指這邊。建議選擇容量為0.1uF的高頻電容，封裝尺寸推薦使用0402，另外0603也可以接受，但是不允許使用直插封裝的電容。

● 在設(shè)計PCB時，應(yīng)該在PCIE芯片的每對電源引腳（VCC18GND、VCC33GND）附近放置一個容量為0.1uF左右的高頻退耦電容，離芯片的距離不能太遠。另外，整個芯片的VCC18和VCC33各需要一個容量不小于10uF的鉭電容進行中低頻退耦。

● 由于PCB過孔（VIA）電阻較大并且容易受長期高溫老化影響而不穩(wěn)定，為了減少其消耗的電壓降，考慮到VCC18VCC33與GND之間的數(shù)百mA電流，建議連接PCIE芯片的電源或者GND走線上的過孔使用大過孔、雙過孔或者使用雙回路電源（兩條路徑）。

● 部分芯片組和主板支持PCIE板卡帶電熱插拔，為了支持帶電熱插拔，板卡設(shè)計時需要做兩點額外處理：

一是設(shè)計電路原理圖時，請在PCIE芯片的PERST#引腳信號線與GND之間跨接一個1000pF的貼片電容；

二是設(shè)計PCB時，請將PCIE的PERST#引腳信號的金手指設(shè)計為與PRSNT1#長度差不多的短金手指。