基于SI仿真的高速PCB设计方法研究

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随着计算机互联技术的飞速发展,计算机芯片间的通信速率也在不断提升,低速PCB的设计理念已经无法适应高速率信号传输的要求,需要我们改变传统PCB的设计理念与方法。  传统的高速PCB设计方法特别依赖设计者的实际工程经验,指导意义不强,缺少量化分析;方法中涉及到大量的参数设置,设计工作量大;方法对设计细节考虑相对不周,遗漏的细节往往导致链路在高频时产生信号完整性(SI)问题。新的设计方法需要保证链路的SI性能,将链路的整体损耗和阻抗不连续控制在合理水平。  本文在现有信号完整性理论的基础上,依靠SI仿真与测试手段,结合实验数据与工程经验,探索实用性强的高速PCB设计方法,主要的研究工作如下:  1.研究高速PCB的生产工艺流程,对影响PCB链路SI性能的材料特性、过孔结构特性、参考缺失特性等进行深入分析,并得到量化结果。  2.设计和制作基于Infiniband FDR14G的V14G验证背板,通过不同结构的仿真与测试数据对比,验证仿真的可靠性,并剖析造成仿真结果偏差的具体原因。  3.对实际高速PCB设计生产中的细节进行深入研究,结合量化的实验数据与实际的工程经验,探索并总结实用性强的高速PCB设计方法。  4.利用前文总结的方法对TC3600服务器背板FC链路进行设计优化,通过优化前后的测试数据的对比,评估优化后链路性能的提升效果。  通过上述工作,本文总结了一套实用的叠层设计流程,并给出了一种快速的材质选型方案;制定了基于SI仿真的过孔优化流程,以及过孔根背钻处理的标准;提出了基于PCB生产工艺的参考缺失裕量设计准则。  本文依据上述方法,快速地完成了曙光TC3600服务器背板的设计优化工作。该工作充分证明了相关设计流程与优化方法的正确性与有效性,通过本文的研究工作,可以很好地提升高速PCB的设计速度与设计质量。  
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