以下內(nèi)容為做過SI相關(guān)主題研討會上,專家做的一些問題溝通互動,關(guān)于PCIe85歐姆的布線的問題。
丹尼:史蒂夫,你能給我們簡略介紹一下此次網(wǎng)路研討會嗎?你為何選擇這個主題?
史蒂夫:現(xiàn)在,高速系統(tǒng)面臨著許多必須在同一堆疊中實現(xiàn)的同步阻抗要求-以太網(wǎng)的100歐姆差分阻抗,90歐姆的USB,85歐姆的PCIe以及無數(shù)的推挽DDR要求。我們希望遵守規(guī)范歐姆,以正確的阻抗選擇組件和布線走線。但是,有時也存在一些障礙——首選器件不是85歐姆,或則上游封裝是另一種阻抗。我們想遵守PCIe的85歐姆的口頭禪,但這可能并不容易。我們能做哪些,規(guī)范如何說?
丹尼:PCIe是否須要85歐姆聯(lián)接器?
史蒂夫:讓我們直接步入規(guī)范。關(guān)于PCIe85歐姆要求,規(guī)范說“此要求不適用于盲孔、連接器、封裝、電纜和其他類似結(jié)構(gòu)”卡規(guī)范修訂版中的內(nèi)容:
85歐姆以外的聯(lián)接器是可以接受的,事實上這很常見。在短時間內(nèi),觸點曝露在空氣中(如CPU插孔),這會降低阻抗。這種短距離偏斜將低于85歐姆,但在雜波耗損中不會起不利影響。事實上,在兼容的Gen3和Gen4聯(lián)接器上觀察到110歐姆是很常見的。
丹尼:在PCB上,是否須要85歐姆布線?
史蒂夫:對于遵守CEM(卡電子機械)規(guī)范的可互操作系統(tǒng)和卡,它是必需的歐姆,確保任何配接設(shè)備的阻抗匹配。
所有其他系統(tǒng)(具有任意數(shù)目的聯(lián)接器或線纜)都可以使用任何PCB阻抗。許多封裝和聯(lián)接器設(shè)計為支持多個I/O,而且具有100歐姆甚至93歐姆的阻抗作為平衡折衷方案。我建議查看并確定哪種阻抗可能最適宜您的特定設(shè)計。
93歐姆布線顯得越來越普遍,但繼續(xù)使用85歐姆布線以及更高阻抗的封裝和聯(lián)接器并非沒有道理。較低的PCB阻抗確實具有一些優(yōu)點,包括更低的耗損,更好地匹配密集的BGA,以及對阻抗變化的更大容忍度等等。
丹尼:通過布線傳輸PCIe是否須要85歐姆?
史蒂夫:選擇線纜阻抗以匹配PCB上使用的阻抗是很迷人的。并且,有幾個須要考慮誘因:首先,更高頻率的反射比PCB本身對配接聯(lián)接器阻抗的參數(shù)更大。倘若給定聯(lián)接器的輸入訊號從PCB上的85降低到93歐姆,則最好保持在93歐姆,而且不會通過降低到85歐姆線纜來形成新的反射。
其次,阻抗和耗損之間的關(guān)系與PCB關(guān)系成正比。也就是說,較高阻抗的線纜具有較少的插入耗損,而較高阻抗的PCB則具有更大的耗損。85歐姆和100歐姆之間的耗損差高達(dá)14%。
最終,線纜阻抗的選擇取決于系統(tǒng)的優(yōu)先級。假如插入耗損是最大的限制,這么93或100歐姆線纜是最佳選擇。
丹尼:特別好!有哪些結(jié)束語嗎?
史蒂夫:希望我們的讀者才能查看她們的特定設(shè)計,選擇最佳阻抗,而不是局限于85歐姆。請記住,當(dāng)使用可互操作的CEM插孔時,該規(guī)范僅要求PCB布線為85歐姆。當(dāng)涉及到聯(lián)接器、電纜、封裝和PCB與其他聯(lián)接器的布線時,該規(guī)范容許任何最適宜您的設(shè)計的阻抗。
一己之見:許久之前就有聽聯(lián)接器的廠商說過,端子的設(shè)計通常做不到85歐姆,都是在90歐姆以上,當(dāng)時就很好奇,為何這樣?當(dāng)時給出的解釋是工藝方面的問題。這篇文字給出的最佳阻抗說法,換句話說,所有的設(shè)計都是匹配和控制能量的反射。心有規(guī)則而不屈從于此,捉住本質(zhì)的東西,這才是總線鏈路設(shè)計的管控基本法。