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高速PCB设计之一何为高速PCB设计

2014-10-21 09:41:25 2775

高速PCB设计之一何为高速PCB设计
电子产品的高速化、高密化，给PCB设计工程师带来新的挑战。

     PCB设计不再是产品硬件开发的附属，而成为产品硬件开发中“前端IC，后端PCB，SE集成”3个环节中的重要一环。

      那么，我们首先来谈一谈，什么是高速？何为高速PCB设计？

   关于高速PCB设计，各种文章都有定义，每个人的心中也有自己对高速的定义。看过高速设计相关书籍和文章的人都知道，高速不等于高频，不能说高于多少MHZ以上就是高速。专家会告诉你，高速和信号上升沿有关系，当信号的上升时间和信号的传输延时可以比拟的时候，这就是高速设计。我们能找到各种公式，常见的有信号的上升时间小于6倍的传输延时，也有写2倍或者3倍的，几倍不是关键，关键是两者在一个数量级了，我们就得考虑高速带来的影响。

   而研究GHZ以上高速设计的工程师认为，传统的信号都不是高速，只有到了串行总线，信号出现趋肤效应，“路”的分析已经不适用，开始要考虑“场”的影响的时候，才是高速。这也就是最近几年高速设计领域比较热门的概念，从“路”的分析领域转移到“场”的分析领域，相关的三维电磁场分析软件开始主导高速仿真领域。

   笔者以前对高速有个定义：当数字信号，0不再是简单的0，1不再是简单的1，我们必须用模拟电路的分析方法来考虑数字信号的时候，就是高速。

   各种定义很多，从心里面，还可以对高速定义为：当一个信号比你以前所设计的都快的时候，这就是你的“高速”。这种定义不科学，但是最实际，回头看看国内的高速设计的历史，2000年笔者在华为开始研究3.125G高速背板的时候，那时候这个频率是国内做到的最高速，大家都没什么把握，实验了各种高速板材，把信号线走的很宽想降低损耗，包地，包地过孔，背钻……，各种手段现在看来完全是过设计，现在3.125G的信号，直接采用普通FR4，不做包地，更不会考虑背钻。这就是你研究过了，实验过了，测试过了，有把握了，高速也就不成为“高速”。同样的现象，发生在5G背板设计，6.5G背板设计，大家重复着过设计，验证，掌握，简化的过程。

   SI领域的专家，多本信号完整性书籍的作者Eric有个描述：

   世界上只有两种硬件工程师

   一种是已经遇到了信号完整性问题

   另一种是即将遇到信号完整性问题

      你是哪一种呢？

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