高速 设计技术分析

睿芯经过多的研究与实践，能够很好的满足高速pcb设计要求。我们可以为您提供优质、快捷的电子、通信产品的高速、高密、数模混合等pcb设计，新工艺、新技术的pcb设计（如柔性板、hd埋盲孔等）等服务。我们拥有一批高素质的pcb设计工程师，具有丰富的电信级高速多层电路板pcb设计经验，通过综合考虑时序要求、带状线stripline和微带线microstrip、信号匹配方案、通信号质量、信号走线拓扑结构、电源地去藕decouplin高速信号回流currentreturnpath信号阻抗控制impedancecontrol和叠层stackup控制、单板emc/emi策略分析、埋盲孔blindviaandburiedvia等，并且从高速pcblayout角度，利用我们的经验优化您的原理图设计，从而使你的单板内在质量更高，运行更稳定。

、电子系统设计所面临的挑战

高速pcb设计是一个非常复杂的设计过程，在设计时需要考虑很多因素，这些因素有时互相对立：如高速器件布局时位置靠近，虽可以减少延时，但可能产生串扰和显著的热效应。因此，我们在设计中，权衡各种因素，做出全面的折衷考虑：既满足高速pcb设计要求，又降低设计复杂难度。

随着系统设计复杂性和集成度的大规模提高，电子系统设计师们正在从事0mhz以上的电路设计，总线的工作频率也已经达到或者超过50mhz，有的甚至超过0mhz。目前约50%的设计的时钟频率超过50mhz，将近20%的设计主频超过120mhz。

、什么是高速电路

实际上，信号边沿的谐波频率比信号本身的频率高，是信号快速变化的上升沿与下降沿（或称信号的跳变）引发了信号传输的非预期结果。因此，通常约定如果线传播延时大于1/2数字信号驱动端的上升时间，则认为此类信号是高速信号并产生传输线效应。

信号的传递发生在信号状态改变的瞬间，如上升或下降时间。信号从驱动端到接收端经过一段固定的时间，如果传输时间小于1/2的上升或下降时间，那么来自接收端的反射信号将在信号改变状态之前到达驱动端。反之，反射信号将在信号改变状态之后到达驱动端。如果反射信号很强，叠加的波形就有可能会改变逻辑状态。

、高速信号的确定

pcb板上每单位英寸的延时为0.167ns.。但是，如果过孔多，器件管脚多，网线上设置的约束多，延时将增大。通常高速逻辑器件的信号上升时间大约为0.2ns。如果板上有gaas芯片，则最大布线长度为62mm。

设tr为信号上升时间，tpd为信号线传播延时。如果tr≥4tpd，信号落在安全区域。如果2tpd≥tr≥4tpd，信号落在不确定区域。如果tr≤2tpd，信号落在问题区域。对于落在不确定区域及问题区域的信号，应该使用高速布线方法。

、什么是传输线

pcb板上的走线可等效为下图所示的串联和并联的电容、电阻和电感结构。串联电阻的典型值0.25-0.55ohms/foot，因为绝缘层的缘故，并联电阻阻值通常很高。将寄生电阻、电容和电感加到实际的pcb连线中之后，连线上的最终阻抗称为特征阻抗zo。线径越宽，距电源/地越近，或隔离层的介电常数越高，特征阻抗就越小。如果传输线和接收端的阻抗不匹配，那么输出的电流信号和信号最终的稳定状态将不同，这就引起信号在接收端产生反射，这个反射信号将传回信号发射端并再次反射回来。随着能量的减弱反射信号的幅度将减小，直到信号的电压和电流达到稳定。这种效应被称为振荡，信号的振荡在信号的上升沿和下降沿经常可以看到。

、传输线效应"

基于上述定义的传输线模型，归纳起来，传输线会对整个电路设计带来以下效应。

·反射信号

·延时和时序错误

·多次跨越逻辑电平门限错误

·过冲与下冲

·串扰

·电磁辐射

设计工具

cadenceallegro

mentorexpedition

mentorboardstation

powerpcb

protel

设计过的典型芯片

intel2850、intel2800、intel2400、intel1200intel425intel255intel270intel270a

英特尔服务器平台bensley，以及dempesy和woodcrest两大系列双核处理器

基于intel5000v芯片组的ga-7vcsv和基于intel5000p芯片组的ga-7besh

intel芯片组：8815845865915945

freescale的powerpc系列：mpc8260、mpc850、mpc750、mpc827mpc824mpc824mpc860、mpc824mpc8240、mpc8539,mpc8538,mpc8540,mpc854mpc7448mpc7xxxx

freescale的coldfiremcf5xxx系列（如mcf52e）

rmireva,revb,revcandrevd---demoboarddesignedbyhamppcb

idt的interprisepci系列（如：79rc3233

galileo：gt－48gt－48350、gt－48520等

broadcom1255125011255465695670、5690、5421

xilinx:virtexii，virtexprovirtex-5，virtex-4，spartan-3，virtex-ii+pro

altera:cycloneii,stratixiigx,stratixiii都做过

ti:c6415c6416c5561dm642tms320dmxxx,davincic6446芯片等系列dsp处理器

marvell:98dx2488e11498fx998ex125

pericom：pi7c7300等

freescalepowerpcprocessorandfreescale32bitcoldfireprocessor

national：dp83815等

cicadasemiconductor:cis822cis8cis82

vitesse:vsc73

三星sumsungs3c24s3c2440,s3c2413

amccchips

涉及产品

◎数据通讯系列：voip、xds路由器、以太网交换机、接入服务器

◎光网络产品：sddwdmetro

◎无线产品：gsm/gprs、cdmwcdm无线基站设备

◎多媒体产品：可视电话、会议电视

◎计算机产品：mnserver主板以及各类工控板卡等

◎消费类产品：高清电视、2g/3g手机、双模手机、mppmp

涉及套片

◎intel网络处理器系列

◎intel迅驰笔记本系列

◎intel至强服务器系列

◎broadcom千兆以太网交换系列

◎broadcomvoip系列

◎broadcomsonet/sdh系列

◎greenfieldpacketry系列

◎双模手机系列

◎freescalepowerpc系列

◎samsungarm系列

所谓的高速pcb设计通常指在一块pcb板中如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45mhz~50mhz，而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量（比如说1/甚至1/。

1、电子、通讯、数码消费类产品的高速、高密、数模混合等pcb设计。

2、新工艺、新技术的pcb设计(如柔性板、刚柔结合板、hd盲埋孔等)。

3、优秀的pcb设计团队，主流pcb设计软件的支持，正版软件授权。

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