繞線的影響 SI來告訴你

粉絲：“請(qǐng)問高速先生，繞線的設(shè)計(jì)要注意哪些地方”，高速先生：“至少要保證繞線的間距達(dá)到3H”，然后再補(bǔ)上一句，“H是信號(hào)到參考層的距離哈”。這時(shí)候粉絲一般都會(huì)“哦……謝謝哈”，我們隨即以一個(gè)尷尬而不失禮貌的微笑進(jìn)行回應(yīng)。

其實(shí)我們也知道，一個(gè)簡單的回答會(huì)讓粉絲們變得越發(fā)的不淡定，雖然這個(gè)答案本身是比較準(zhǔn)確的，僅僅是這個(gè)回答會(huì)有一點(diǎn)口說無憑的感覺。

什么？你們還不知道我們到底在說什么東西？其實(shí)繞線的設(shè)計(jì)基本上存在于每一塊PCB板的并行信號(hào)上。最常見的就是我們的DDR設(shè)計(jì)，一組需要等長的信號(hào)由于收發(fā)pin的位置不一樣，必然會(huì)存在繞線的情況。然后從空間的角度來衡量的話，繞線的間隔越小那么所占的空間就越小，尤其是在DDR顆粒間的繞線更是如此，在里面寸土寸金的地方，作為一個(gè)工程師肯定希望更小間距的繞線咯。

好吧好吧，解釋完我們到底在說什么之后，我們還是繼續(xù)說回口說無憑這個(gè)事哈。粉絲們希望得到一些數(shù)據(jù)的支撐，為此我們也專門做了一板測試板去驗(yàn)證它。很簡單，沒有對(duì)比就沒有傷害，我們做的測試板要對(duì)比的設(shè)計(jì)如下所示，分別做了繞線間距為3H，5H和7H三種設(shè)計(jì)，當(dāng)然還有不繞線的一根參考線啦，總長度為10inch。

那么測試的數(shù)據(jù)是怎么樣的呢？首先說到繞線嘛，大家肯定會(huì)關(guān)心繞線完的時(shí)延啦，結(jié)果這三種情況的測試結(jié)果的對(duì)比是這樣的?？梢钥吹剑@線繞得越密的話，信號(hào)的延時(shí)會(huì)變小，3H大概會(huì)比5H的繞線快30ps，而5H之后就影響比較小了，5H只比7H快10ps左右了。

我們老是說3H是一個(gè)基本原則，我們可以和不繞線的延時(shí)來比一下，結(jié)果如下所示。

它們的延時(shí)差了大概50ps?？紤]到這個(gè)是10inch的繞線情況，那么簡單粗暴的換算成單元長度時(shí)，其實(shí)每英寸的差別只有5ps左右，已經(jīng)是非常小的影響了。

當(dāng)然如果從損耗這個(gè)角度來看的話，又會(huì)看到一些和信號(hào)頻率很相關(guān)的影響了?？梢钥吹?H在2GHz以上就會(huì)有很明顯的諧振點(diǎn)，要是信號(hào)速率在4Gbps（2GHz基頻）時(shí)就會(huì)嚴(yán)重影響信號(hào)質(zhì)量，5H，7H就會(huì)明顯有很好的改善。

雖然從損耗來看3H比較恐怖，但是……我們都忽略了一點(diǎn)，哪怕你真的需要走10inch的繞線，你也不會(huì)把一個(gè)跑幾個(gè)Gbps的走線用單端線來走吧。這里順便說一下哈，同樣的繞線，用差分的形式會(huì)有非常非常明顯的改善哈，大家不要太擔(dān)心。我們單線的繞線設(shè)計(jì)目前主要就是應(yīng)用于DDR這樣的并行系統(tǒng)，目前最高的速率也只不過在1.5GHz（3Gbps）左右哈。