高速先生。
作者 |周偉.
我們經常會遇到很多通過高速聯結器連線的系統,訊號按照PCIe3或PCIe4的協議進行路由,通常很多聯結器的阻抗通常是100歐姆標準,而PCIe3或PCIe4根據協議或晶元要求是85歐姆標準,所以這個時候我們的線路阻抗按照85歐姆或100歐姆比較好
以下是線路阻抗的一些晶元要求或協議要求。
總而言之,它是PCIe 30以下為100歐姆,PCIe3以上為85歐姆標準,倍率越高,阻抗容差要求越嚴格。
現在,我們的一位客戶遇到了上述實際問題。 客戶的系統由CPU板和FPGA板組成,其中CPU板上有4個高速聯結器,FPGA板上有1個聯結器,中間的訊號採用PCIe30 協議,以後可公升級支援 PCIe 40協議,而中間的聯結器是常規的背板聯結器,如下圖所示:
那麼客戶報告的問題如下:
同時,測試的眼圖也比較差,眼睛幾乎睜開了,看起來還沒醒過來。
對應CPU板的位置如下圖所示:
在同一塊板上,其中兩個聯結器容易出現問題,另外兩個沒有發現任何問題,在這種情況下,我們的處理方法是先看PCB設計,然後根據設計看下一步。
開啟 PCB 設計檔案,檢視 Card3 聯結器上的 TX0 和 Card4 聯結器上 RX1 的走線,如下圖所示:
tx0 上的 card3 聯結器在底層,聯結器也被掏空了,BGA 沒有優化,其他訊號一起過來,優化方法差不多,沒有理由單獨訊號差;
Card4 聯結器上的 RX1 位於 ART12 層,除了 BGA 之外,沒有優化,但這個訊號位於一組走線的邊緣。 從設計的角度來看,沒有太多的問題,它比較常規。
從設計上來說,真的沒什麼明顯的問題,出問題一定有妖,懂我們高速先生套路的童鞋們一定知道我們接下來的操作,就是一頭騾子是一匹馬,把它拉出來溜溜球——物理板來測試阻抗,看看阻抗有什麼區別。
card3 的系統阻抗連線到背板。
從card3的系統阻抗來看,首先,問題最大的聯結器阻抗較高,最高可達107ohm,其次,有問題的tx0訊號的阻抗在card3上最低,約為83ohm,底板阻抗約為90 91ohm
card4底板的系統阻抗。
從card4的系統阻抗來看,最大的問題還是聯結器的高阻抗,最高到107ohm左右,最高阻抗正好是有問題的rx1訊號,card4的整體阻抗在88ohm左右,底板的阻抗在94ohm左右, 此時,從反射的角度來看,RX1線上的阻抗和聯結器的阻抗偏差最大;
從兩個板子系統的阻抗測試結果來看,有幾個共同的特點:一是聯結器的阻抗高,二是底板的阻抗控制在92 94ohm左右,無論子卡是card3還是card4,阻抗都應按85ohm的阻抗要求控制, 並且整體阻抗在90ohm以下。
看到這裡,我們的問題來了
end —q
本期問題。 從解決問題的角度來看,如何設計card3和card4聯結器所在的子板來解決當前的問題?歡迎大家暢所欲言。
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