|
在IIC China 2013展会上，一博科技为大家带来了高达69000Pin的大型通讯板的设计制板案例，板上高速信号速率达到11G，单颗FPGA多达2659Pin，最高层数达42层。可预见，未来PCB电路板将加快向小型化，高速化及功能越来越多的方向发展，而由此形成的高速高密度多层pcb板上的SI/EMC(信号完整性/电磁兼容)问题将成为pcb抄板工程师面临的最大挑战。 为什么pcb抄板要重视SI仿真？SI即信号完整性英文Signal integrity开头字母的缩写，指信号在传输路径上的质量，传输路径可以是普通的金属线，可以是光学器件，也可以是其他媒质。信号具有良好的信号完整性是指当在需要的时候，具有所必需达到的电压电平数值。差的信号完整性不是由某一单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同引起的。pcb抄板作为一种反向研究技术，似乎就是仿制克隆那么简单，但若不考量SI，做出来的产品只会形似而神不似，就像山寨产品一样，很可能只是设计上功能达到，并不稳定，而且生命周期也很短。另外，像服务器、网络设备等较高领域的pcb抄板/设计，都需要考量SI，来增加产品的稳定性。若pcb抄板时，能在原产品上加以改进SI，还可以对产品性能进行升级。随着pcb高速信号速率的增加，目前正向消费电子领域渗入，手机、平板电脑在速率也很有可能到达5G、10G。业内人士指出，未来，所有的高速板都要经过阻抗控制和损耗，这将成为生产上测试和出厂的指标。pcb抄板厂商应提前做好准备，重视SI仿真研究，以迎接高速时代的来临。 SI问题产生的原因及解决方法 与信号完整性问题产生主要有四类噪声源：单一网络的信号质量，多网络间的串扰，电源与地分配中的轨道塌陷，来自整个系统的电磁干扰和辐射。其主要表现为延迟、反射、串扰、时序、振荡等几个方面。元器件和pcb板的参数、元器件在pcb板上的布局、高速信号的布线等这些问题都会引起信号完整性问题，导致系统工作不稳定，甚至完全不能正常工作。 目前，解决信号完整性问题的方法主要有电路设计、合理布局和建模仿真。电路设计中，pcb抄板工程师可借鉴原有产品返原理图和原理图设计，以实现传输线与负载间的阻抗匹配。另外，布线设计也非常重要，pcb抄板者在不违背一般原则的前提下，利用现有的设计经验，综合多种可能的方案，优化布线，消除各种潜在的问题。一方面要充分利用现有的、已经过验证的布线经验，将它们应用于布线工作中；另一方面要积极利用一些信号完整性方面的仿真工具，约束、指导布线。合理进行电路建模仿真是最常见的SI解决方法，它给设计者以准确、直观的设计结果，便于及早发现问题，及时修改，从而缩短设计时间，降低设计成本。 |