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为什么要TX RX分层?_暗记_旗子

萌界大人物 2024-11-23 12:17:21 0

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刘丽娟 | 文

对付TX、RX分层这件事,我常会听到3种声音:

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“什么是分层?额……那你看着办喽”“为什么让我分层,以前的产品都没分层,不也跑得好好的吗?”“为什么不给我分层,别人都说要分层,你这样做,我的产品到时候不会出问题吗?”

对付第一种看着办型的佛系客户,个人表示很喜好!
那是相称信赖我们呀~~

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(图片来自网络侵删)

对付后面两种声音:分层的意义是什么?什么情形必须分层?本日就来答疑解惑,用数据说话。

1.非过孔区域,TX、RX同层走线

我们所说的TX、RX分层,紧张为理解决BGA区域、连接器区域的过孔与线的串扰,在BGA出线时TX、RX实现了分层,那么在BGA外部自然而然也是分层的。

我们先看看BGA外部TX、RX不分层(即TX、RX同层走线)的情形,串扰有多大。

在上图所示的构造中,TX、RX同层布线,差分线的线宽/线距一样,W/S1=6mil/9mil,当TX、RX之间的线间距S2没有按照3W或5H的线间距做,而是小于3W时(仿真用15mil),走线长度1inch时,TX与RX之间的近端串扰NEXT的量在48dB,如下图所示:

图1:线对线的串扰@1inch

图1:线对线的串扰@20inch

从上面图1、2可以看到,只要按照常规3W或5H的线间距去哀求TX与Rx之间的间隔,近端串扰、远端串扰量在45dB以下,并不大,是可以接管的。

2.过孔区域,TX、RX同层走线

BGA区域、连接器区域是一个道理,都是过孔集中区域,且过孔之间的间距固定,Trace只能在狭小空间里穿过。
下面我们就仅以BGA区域为例进行解释。

任何产品都要用芯片,有芯片就绕不开BGA区域布线问题。
如果TX、RX不分层,而采取同层出线,比如下图所示,TX、RX都从layer6出线:

BGA区域最常用的换层过孔是0.2mm的Via(详细尺寸是完成孔径8mil、焊盘直径18mil、反焊盘直径27mil)。

在这种情形下,在12.5GHz处TX对RX的近端串扰量是47.5dB。

当然有同学会以为47.5dB的近端串扰依然很小啊,但是这47.5dB联系实际产品,看看情形如何?

情形1:在实际产品中,在BGA区域TX旗子暗记是芯片刚刚发出来的未经衰减,旗子暗记幅度高达800~1200mVpp,但是RX旗子暗记是翻山越岭、跑了二三十inch,旗子暗记幅度只有100mVpp,情形差的只有80mVpp。
80mVpp的柔弱旗子暗记是否扛得住来自1200mVpp壮汉的小拳拳?情形2:BGA区域都是把TX/RX pin map集中在一起,意思便是80mVpp的RX旗子暗记旁边各站了一个1200mVpp的TX壮汉,两个壮汉旁边开弓的小拳拳,是否还扛得住? 情形3:再合营背板,至少要涉及两个连接器,有时可能须要穿过多个其它线卡的连接器,也便是说80mVpp的Rx旗子暗记在到达吸收芯片端之前,已经挨了各种规格的小拳拳,有来自1000mVpp的、来自800mVpp的、600mVpp的……情形4:加工环节的层偏,会让1200mVpp的TX旗子暗记贴近80mVpp的RX,小拳拳近了,打的更疼了。

总结下来便是:不同的链路对付47.5dB@12.5GHz的串扰容忍度是不同的,比如下图所示,当通道插损只有11dB时,它能扛8个47.5dB @12.5GHz的串扰,但是当你的通道插损达到20dB时,连4个47.5dB @12.5GHz的串扰都扛不住了的。

如果我们在考虑层偏的恶化效果,比如层偏3mil,使得线离过孔更近了,如下图所示:

同样通道插损只有11dB时,在同样的布线情形下,只是在生产加工环节发生了层偏,原来能抗8个47.5dB @12.5GHz的串扰,现在连4个都扛不住了。
层偏量对串扰的影响会使得估量的系统裕量急剧减小!

对付旗子暗记速率不高、RX走线长度不长、只经由一两个过孔区域的情形下,换句话说,便是Rx自身体质不错,扛揍,在加上阁下的小拳拳也不多的情形下,可以TX/RX同层。
不同的系统能扛不同的串扰,只是在前期如果实施了TX、Rx分层,能省很多事。

提问:BGA须要出4行线,2行TX、2行RX,我们该如何出线?比如下面两种BGA pin定义。

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