“PCB背板问题”剖析来了，且看我们怎样捉妖
宣布时间：2020-12-21 17:21:09
高速先天生员--周伟
通过上文的查板，我们虽然可以定性到一些问题，但可能照旧没法彻底作废一些人的疑虑，同样是插营业板和交流板，为什么其他的槽没有问题？岂非不是背板的问题吗？这真是一个拷问灵魂的问题 。
我们虽然是有步伐来解决这个问题的，那就是仿真和测试 。我们的老铁也一直有上面的疑问，他们手上有大宗的交流和营业板，且在之前的老系统内里运行没什么故障，以是就只妄想修改背板来解决这个信号质量欠好的问题，于是他们只给我们寄了装置了营业卡插槽毗连器的背板过来让我们举行测试 。有总比没有好，只要能测到其中一块板子，我们照样有步伐可以定位到问题，下图就是背板过孔的阻抗测试和仿真效果 。
左边是测试效果，我们直接从7槽过孔处举行的测试，划分测试了7槽到后面营业板槽位的线路阻抗，从仿真和测试效果可以看出过孔的阻抗确实偏低，在70~75ohm左右，另外测试效果的最后最低点阻抗规模在80~90ohm，这是由于这个位置的营业板插槽上有毗连器及最后开路，拉高了过孔的阻抗，但阻抗仍然偏低较多 。
虽然没有交流板和营业板可以举行实测，但从背板的仿真和测试比照来看，仿真和测试效果是完全吻合的，那么我们就可以基于同样的要领来对交流板和营业板上的过孔举行建模，这也是SI领域常用的要领，和我们高速先生做测试板验证是一样的原理 。通过对交流板上L3层信号过孔举行建模拟真，获得BGA及毗连器处过孔的阻抗如下图所示 。
从仿真效果可以看出过孔阻抗和之前的预计很吻合，不凌驾60ohm，尤其是毗连器处过孔才55ohm左右，这个极大的影响了信号质量，从无源协议来看最直接影响的是通道的回损指标，由于营业板和交流板的处置惩罚方法、板材和叠层都差未几，以是可以不必重复建模，它们的过孔阻抗一ㄇ差未几的 。
最后我们凭证各部分的模子和走线情形，对这个系统举行通道无源仿真，获得的通道参数如下图所示：
从仿真效果可以看出，通道的回损确实超标了，同时也影响到插损的效果（9槽的系统整个长度不到8inch），这也是为什么眼图欠好的缘故原由 。
此时，若是我们尽可能的优化背板过孔，同时将背板通道加长到5inch来降低回损的影响，通道无源仿真效果如下图所示：
可以看出回损依然超标，并且插损更大了，说明仅仅通过优化背板来解决现在眼图欠好的计划是行欠亨的 。
接着我们再来看下不优化背板，仅优化交流板，同时加长交流板上的线路到3inch的情形，仿真效果如下图所示 。
可以看出回损获得了改善，同时插损也变小了，此效果可以知足协议的无源要求，这个效果也可以说明为什么其他槽位的眼图没有太大的问题，主要是营业板上其他槽位的信号线路较量长，且没有长stub的影响 。以是若是只想改一种板子，优化交流板或营业板其中一块是最优性价比的计划 。虽然若是想掌握更大，或者还想兼容后面更高速率的系统，一次性把问题完全解决，最好就是把交流板、营业板和背板（非须要）所有举行优化（不差钱计划） 。整个系统优化后的仿真结构如下图所示 。
看到这里，我们的问题也差未几基本解决了，但尚有个疑问，为什么交流板和营业板在之前的系统内里没发明什么大问题呢？带着这个疑问，我们又和老铁交流了一下，事情终于水落石出了，之前之以是没有出问题，主要是信号速率还没有到10Gbps，stub的影响还没有那么显着，速率高了stub的影响虽然就显露出来了，以是说高速信号需要关注更多的细节，就如东哥的至理名言：“细节决议成败、钱多决议友好”
