关于高速电路设计的几个热门(困惑)观点
电路设计流程如何应对高速信号传输与时延问题
电路设计流程如何应对高速信号传输与时延问题高速信号传输与时延问题是电路设计流程中常见的挑战。
在设计过程中，若不能有效地处理这些问题，可能会导致信号失真、时钟偏移和系统错误等不良后果。
因此，本文将介绍如何应对电路设计过程中的高速信号传输与时延问题。
一、信号传输问题的原因及影响高速信号传输问题主要源于信号的传输速度快、频率高、时钟精度要求高等特点。
以下是几个常见的信号传输问题及其影响：1. 时钟抖动：时钟抖动是指时钟信号频率的不稳定性，可能导致数据误差、时序错误等问题。
2. 串扰：高速信号传输时，信号之间可能发生串扰，导致信号失真。
3. 端口反射：当信号到达传输终点时，可能会发生端口反射，造成信号波形的失真和干扰。
二、解决高速信号传输问题的方法为了解决高速信号传输过程中遇到的问题，设计师可以采用以下方法：1. 时钟源的优化：合理选择时钟源，并增加时钟源的稳定性和精确度，可有效减少时钟抖动。
2. 信号完整性设计：利用滤波器、终端阻抗匹配和屏蔽罩等方法，避免信号之间的串扰，提高信号传输的准确性。
3. 驱动电流的控制：通过控制驱动电流的大小，能够减少端口反射产生的信号波形失真和干扰。
4. 延时补偿技术：通过引入延时补偿电路，可以对超高速信号进行时延补偿，以确保各个信号的同步传输。
三、电路设计流程中的注意事项在电路设计流程中，设计师需要注意以下几个方面：1. 信号完整性分析：在设计开始之前，应对电路进行信号完整性分析，包括信号的传输路径、时延要求、时钟精度等因素，为解决高速信号传输问题做准备。
2. 仿真与验证：在设计过程中，可以通过使用仿真工具对电路进行验证，以确定设计方案的可行性，避免出现一些隐蔽的高速信号传输问题。
3. 布局与布线规范：合理的布局和布线有助于降低信号传输过程中的串扰和反射等问题。
设计师应遵循相关的布局和布线规范，确保设计的完整性。
4. 时延分析与优化：通过时延分析工具，对信号传输过程中的时延进行评估和优化，以满足设计要求。
高速数字电路的设计思考
高速数字电路的设计思考作者：刘建伟来源：《智富时代》2015年第05期【摘要】电子技术的发展变化必然给板级设计带来许多新问题和新挑战。
首先，由于高密度引脚及引脚尺寸日趋物理极限，导致低的布通率；其次，由于系统时钟频率的提高，引起的时序及信号完整性问题；第三，工程师希望能在PC平台上用更好的工具完成复杂的高性能的设计。
【关键词】高速电路；PCB；设计高速数字电路（即高时钟频率及快速边沿速率）的设计成为主流。
产品小型化及高性能必须面对在同一块PCB板上由于混合信号设计技术（即数字、模拟及射频混合设计）所带来的分布效应问题。
设计难度的提高，导致传统的设计流程及设计方法，以及PC上的CAD工具很难胜任当前的技术挑战，因此，EDA软件工具平台从UNIX转移到NT平台成为业界公认的一种趋势。
一、高频电路布线技巧高频电路往往集成度较高，布线密度大，采用多层板既是布线所必须的，也是降低干扰的有效手段。
高频电路器件管脚问的引线弯折越少越好。
高频电路布线的引线最好采用全直线，需要转折，可用45°折线或圆弧转折，这种要求在低频电路中仅仅用于提高铜箔的固着强度，而在高频电路中，满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互问的耦合。
高频电路器件管脚的引线越短越好。
高频电路器件管脚问的引线层问交替越少越好。
也即元件连接过程中所用的过孔（Via）越少越好。
据测，一个过孔可带来约0。
5pF的分布电容，减少过孔数能显着提高速度。
高频电路布线，要注意信号线近距离平行走线所引入的串扰，若无法避免平行分布，可在平行信号线的反面布置大面积地来大幅度减少干扰。
同一层内的平行走线几乎无法避免，但是在相邻的两个层走线的方向务必取为相互垂直。
对特别重要的信号线或局部单元实施地线包围的措施。
各类信号线走线不能形成环路，地线也不能形成电流环路。
每个集成电路块（IC）的附近应设置至少一个高频退耦电容，退耦电容尽量靠近器件的Vcc。
模拟地线（AGND）、数字地线（DGND）等接往公共地线时要采用高频扼流这一环节。
关于高速电路设计的几个热门(困惑)观点
关于高速电路设计的几个热门（困惑）观点这一期和大家聊一聊高速电路设计中常见的几个设计观点，当然，对于这一部分可能会有一些工程师有不一样的观点，毕竟每一个人的理解都也不太一样，这也是就本人做过的或者了解到一些其他比较优秀公司的经验和设计习惯做这次分享。
主要是总结高速线布线的一些情况。
1、关于松耦合还是紧耦合。
只要了解高速电路的工程师都知道，差分线有紧耦合和松耦合之分，很多工程师在此都会纠结。
一般SI工程师都会说这要看情况，我也会这么讲。
但是从很多产品经验来看，对于差分走线，尽可能使用紧耦合会比较好。
但是也有例外的情况，如果整个链路的布线有比较长一段距离无法达到紧耦合的话，这时就最好使用松耦合。
图1显示了一对高速差分走线，采用了松耦合。
由于最小间隔距离要求(受到SMA连接器的结构限制)，在器件下无法采用紧耦合。
如果内层采用紧耦合，信号会从紧耦合瞬变成松耦合，这会引起阻抗不连续。
图1. 松耦合和地参考实例2、关于使用微带线还是带状线。
通常，PCB布线分为微带线和带状线。
很多资料都在讨论高速信号到底是使用微带线还是带状线，个人认为，布线在哪一层都是可以的，根据需要，如果布线长度较长，那么建议布线在内层（带状线）比较好（损耗和串扰都非常有优势），当然，内层会使信号换层，增加via。
带状线还有将信号与其他噪声源相屏蔽的优势。
3、关于布线为圆弧角。
现在设计工程师经常流传说高速信号线在设计时，都要使用圆角布线，其实不一定，我们之前做过很多实验，对于不超过10Gbps的信号设计，45°角布线完全可以满足设计要求（SI/EMC），当然，建议不要使用90°拐角，这会带来阻抗不连续性。
当然，要是你还是不相信，那么你就去绕圆弧线吧。
4、关于跨分割。
大家在学习高速电路设计的时候，不要让高速信号跨过平面分割层。
当然，谁又不想有一个完整的平面，但是，当你遇到HDI板的时候，就会遇到不得不跨分割的情况，那么，请大胆的跨吧。
高速电路板的设计方法介绍
高速电路板的设计方法介绍高速电路板的设计方法介绍一、引言高速电路板的设计是现代电子设备设计中的一个重要环节。
随着数字通信、计算机网络和移动通信的迅猛发展，高速电路板的需求也越来越迫切。
在高速电路板设计过程中，如何保证信号传输的稳定性和可靠性是一个非常重要的问题。
本文将介绍一些高速电路板的设计方法，以帮助读者更好地进行高速电路板设计。
二、高速电路板的特点高速电路板的特点是信号频率高、传输速度快、信号波形陡峭。
这些特点造成了以下几个问题：1. 信号完整性：由于信号传输速度快，信号波形陡峭，会导致信号完整性问题，例如信号的反射、串扰、时钟抖动等。
这些问题都会影响信号的传输稳定性，因此需要采取一系列措施来解决。
2. 电磁兼容性：高速电路板上的信号传输往往伴随着电磁辐射和敏感度，因此需要采取一系列电磁屏蔽和抑制方法来保证电磁兼容性。
3. 导线长度和走线布局：在高速电路板设计中，导线长度和走线布局的合理安排对信号传输有很大的影响。
合理的布局可以减小信号传输的延迟和串扰，保证信号的传输稳定性。
三、高速电路板设计的方法1. 信号完整性设计方法：（1）端口匹配：由于高速信号传输速度快，对于驱动输出和接收输入端口的匹配非常重要。
可以通过匹配控制阻抗和使用差分信号传输等方式来提高信号完整性。
（2）布线规则：在布线过程中，需要考虑信号线的走向、长度和层次。
可以采用等长电平、分层布线、减小串扰等方法来提高信号完整性。
（3）控制信号源：信号源的波形和电平控制也是保证信号完整性的重要因素。
需要通过合理的设计来减小信号的反射和串扰。
2. 电磁兼容性设计方法：（1）屏蔽和抑制：可以通过采用屏蔽盒、层间屏蔽、电磁屏蔽材料等方式来减小电磁辐射。
同时，还可以采用电源捶击器、衰减器等抑制器件来减小敏感度。
（2）地线设计：地线是高速电路板设计中的一个重要因素，合理的地线设计能减小电流回路的环路面积，降低电磁辐射。
（3）滤波器设计：可以在高速电路板上增加一些滤波器来减小电磁辐射和敏感度。
高速PCB设计应用中的常见问题及解决方法
高速PCB设计应用中的常见问题及解决方法
随着器件工作频率越来越高，高速PCB设计所面临的信号完整性等问题成为传统设计的一个瓶颈，工程师在设计出完整的解决方案上面临越来越大的挑战。
尽管有关的高速仿真工具和互连工具可以帮助设计设计师解决部分难题，但高速PCB设计中也更需要经验的不断积累及业界间的深入交流。
下面列举的是其中一些广受关注的问题。
布线拓朴对信号完整性的影响
当信号在高速PCB板上沿传输线传输时可能会产生信号完整性问题。
意法半导体的网友tongyang问：对于一组总线(地址，数据，命令)驱动多达4、5个设备(FLASH、SDRAM等)的情况，在PCB布线时，是总线依次到达各设备，如先连到SDRAM，再到FLASH……还是总线呈星型分布，即从某处分离，分别连到各设备。
这两种方式在信号完整性上，哪种较好？
对此，李宝龙指出，布线拓扑对信号完整性的影响，主要反映在各个节点上信号到达时刻不一致，反射信号同样到达某节点的时刻不一致，所以造成信号质量恶化。
一般来讲，星型拓扑结构，可以通过控制同样长的几个分支，使信号传输和反射时延一致，达到比较好的信号质量。
在使用拓扑之间，要考虑到信号拓扑节点情况、实际工作原理和布线难度。
不同的Buffer，对于信号的反射影响也不一致，所以星型拓扑并不能很好解决上述数据地址总线连接到FLASH和SDRAM的时延，进而无法确保信号的质量;另一方面，高速的信号一般在DSP和SDRAM之间通信，FLASH加载时的速率并不高，所以在高速仿真时只要确保实际高速信号有效工作的节点处的波形，而无需关注FLASH处波形;星型拓扑比较菊花链等拓扑来讲，布线难度较大，尤其大量数据地址信号都采用星型拓扑时。
高速电路pcb设计方法与技巧
高速电路pcb设计方法与技巧
高速电路 PCB 设计是非常重要的，因为它可能会对电路性能和信号完整性产生重要影响。
以下是一些高速电路 PCB 设计方法和技巧：
1. 布局规划：确保在 PCB 上正确布局各个电路模块，尽量减少信号路径长度和电流回路，避免交叉干扰和干扰耦合。
2. 地线规划：准确规划地线，减少回流路径和地回流阻抗，以确保信号完整性和抑制噪声。
3. 信号层分离：将信号层和电源层分离，减少干扰和耦合。
在有需要的地方使用地层分离。
4. 绕线规则：使用最短的路径和尽可能直线的路径连接信号源和接收器。
避免锐角和过于绕曲的路径，以减少信号损耗和延迟。
5. 信号完整性：在设计中使用适当的终端电阻、差分线、缓冲器和阻抗匹配等技术，以保持信号完整性和抑制回波和反射。
6. 电源和地线：确保电源和地线的良好连接和分配，减少电源噪声和地回流。
7. 绝缘：在高速电路附近使用绝缘层，以隔离高速信号和其他信号。
8. 过滤和抑制：在输入和输出端口使用合适的滤波器和抑制电路，以减少噪声和干扰。
9. EMI 和 RFI：在设计中采取一些措施来减少电磁干扰和无线干扰，如使用屏蔽层和地平面。
10. 模拟和数字信号分离：将模拟信号和数字信号分离，以减
少干扰和串扰。
总结来说，高速电路PCB 设计需要考虑布局规划、地线规划、信号层分离、绕线规则、信号完整性、电源和地线、绝缘、过滤和抑制、EMI 和 RFI、以及模拟和数字信号分离等因素。
这些方法和技巧可以帮助确保高速电路性能和信号完整性。
高速设计知识点
高速设计知识点高速设计是现代电子技术领域中的一个重要分支，它涉及到各种高速电路和系统的设计和优化。
在高速设计过程中，需要考虑信号传输速度、信号完整性、时钟分配、布线规则等多个方面的知识点。
本文将介绍几个与高速设计相关的关键知识点。
一、时钟分配与优化时钟在高速电路中起到了非常重要的作用，它为各个模块提供了同步的时序信号。
时钟分配和优化是高速设计中的一个关键环节，它直接影响到高速电路的性能和稳定性。
1. 时钟树设计：时钟树是指将一个时钟信号从时钟源传输到目标模块的网络结构。
在设计时钟树网络时，需要考虑各个时钟路径的延迟、抖动和功耗等因素，并且要避免时钟偏斜和冗余。
2. 时钟缓冲：时钟缓冲是指将时钟信号放大与同步的过程，它通常使用锁相环（PLL）或延迟锁定环（DLL）来实现。
时钟缓冲的选择和配置要根据具体的设计需求来确定，包括频率要求、时钟分配方式和功耗等因素。
二、电磁兼容性（EMC）电磁兼容性是指电子设备在电磁环境下正常工作并与其他设备共存的能力。
在高速设计中，电磁兼容性问题尤为重要，因为高速信号的传输会产生较强的电磁辐射和抗干扰需求。
1. 地线设计：地线是高速电路中的重要信号回路，它不仅需要提供良好的信号回路路径，还需要提供较低的电阻和电感，以减少信号的反射和互耦。
2. 屏蔽与防护：高速电路往往使用屏蔽罩或屏蔽层来减少电磁泄漏和抗干扰。
在设计中，需要合理规划屏蔽的位置、形状和材料，以提高系统的电磁兼容性。
三、信号完整性在高速电路中，信号的完整性对系统的性能和可靠性具有重要影响。
以下是几个与信号完整性相关的知识点。
1. 端口匹配：端口匹配是指将信号源和接收器的输入/输出阻抗匹配。
通过端口匹配，可以减少信号的反射和功率损耗，提高信号传输质量。
2. 布线规则：布线规则是指在高速电路布线中需要遵循的一系列设计规范。
这些规范包括最小距离要求、分区规划、信号层规划等，旨在减少信号串扰和电磁干扰。
四、功耗优化功耗优化是高速设计中的一个重要方面，尤其是在移动设备和便携式电子产品中更加突出。
高速电路pcb设计方法与技巧
高速电路pcb设计方法与技巧高速电路的PCB设计方法和技巧包括以下几个方面：1. 布局设计：将高速信号的传输路径尽量短，减少信号的传播延迟和损耗。
较重要的信号路径应尽量接近直线，减少信号的反射和串扰。
同时，将高速信号路径与低速信号路径、电源路径和地线路径分开布局，减少干扰。
将容易产生电磁干扰的元件，如发射器和接收器，与其他元件远离。
2. 信号线的走线规则：高速信号线应遵循尽量短、尽量宽、尽量平行的原则。
信号线的走线应尽量避免拐弯和角度过多，减少信号的反射和串扰。
信号线之间应保持一定的间距，避免互相干扰。
对于差分信号线，应保持差分对的长度一致，减少时钟抖动。
3. 地线规划：地线是高速电路中非常重要的一部分，对于信号的传输和干扰抑制起着至关重要的作用。
地线的设计应尽量短、宽，减小地电阻和电感。
可以使用填充地方式减小地回流路径。
对于多层PCB，应设计好地引脚和地面的连接方式。
4. 耦合电容与电感：在高速电路中，耦合电容和电感起着衰减高频噪声和滤波的作用。
需要合理选择耦合电容和电感的数值，以满足高速信号的传输需求。
电容和电感的布局也需要注意，尽量靠近需要耦合或滤波的信号线。
5. 电源规划：电源线是高速电路中非常重要的一部分，对于信号的传输和干扰抑制同样起着至关重要的作用。
电源线的设计应尽量短、宽，减小电源电阻和电感。
可以使用填充电源方式减小电源回流路径。
对于多层PCB，应设计好电源引脚和电源面的连接方式。
6. 综合考虑：在PCB设计中，需要考虑到信号的传输需求、干扰抑制、布局和走线的规则等多个方面。
综合考虑这些因素，可以在高速电路的PCB设计中取得较好的效果。
总的来说，高速电路的PCB设计需要充分考虑信号的传输需求和干扰抑制，合理的布局和走线规则是必不可少的。
此外，还需要综合考虑其他因素，如地线规划、耦合电容和电感、电源规划等，以确保高速电路的正常工作。
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关于高速电路设计的几个热门（困惑）观点这一期和大家聊一聊高速电路设计中常见的几个设计观点，当然，对于这一部分可能会有一些工程师有不一样的观点，毕竟每一个人的理解都也不太一样，这也是就本人做过的或者了解到一些其他比较优秀公司的经验和设计习惯做这次分享。
主要是总结高速线布线的一些情况。
1、关于松耦合还是紧耦合。
只要了解高速电路的工程师都知道，差分线有紧耦合和松耦合之分，很多工程师在此都会纠结。
一般SI工程师都会说这要看情况，我也会这么讲。
但是从很多产品经验来看，对于差分走线，尽可能使用紧耦合会比较好。
但是也有例外的情况，如果整个链路的布线有比较长一段距离无法达到紧耦合的话，这时就最好使用松耦合。
图1显示了一对高速差分走线，采用了松耦合。
由于最小间隔距离要求(受到SMA连接器的结构限制)，在器件下无法采用紧耦合。
如果内层采用紧耦合，信号会从紧耦合瞬变成松耦合，这会引起阻抗不连续。
图1. 松耦合和地参考实例
2、关于使用微带线还是带状线。
通常，PCB布线分为微带线和带状线。
很多资料都在讨论高速信号到底是使用微带线还是带状线，个人认为，布线在哪一层都是可以的，根据需要，如果布线长度较长，那么建议布线在内层（带状线）比较好（损耗和串扰都非常有优势），当然，内层会使信号换层，增加via。
带状线还有将信号与其他噪声源相屏蔽的优势。
3、关于布线为圆弧角。
现在设计工程师经常流传说高速信号线在设计时，都要使用圆角布线，其实不一定，我们之前做过很多实验，对于不超过10Gbps的信号设计，45°角布线完全可以满足设计要求（SI/EMC），当然，建议不要使用90°拐角，这会带来阻抗不连续性。
当然，要是你还是不相信，那么你就去绕圆弧线吧。
4、关于跨分割。
大家在学习高速电路设计的时候，不要让高速信号跨过平面分割层。
当然，谁又不想有一个完整的平面，但是，当你遇到HDI板的时候，就会遇到不得不跨分割的情况，那么，请大胆的跨吧。
记得让布线尽快的跨过gap区域（如图2），切忌在gap上绕线（如图3）；如果可以，请就近加一颗合适的电容（猜一猜为什么要一个电容？）。
（记住，这是在逼不得已的情况再跨，切记不要胡乱的来回跨，毕竟跨分割会增加返回通路，导致布线电感增加，阻抗变化，进而影响信号完整性）
图2 跨分割平面
图3 多次跨平面布线
5、关于高速信号via的非功能焊盘（NFP）。
在上一期的文章中，我们提到了非功能焊盘需要去掉（有的工程师在问，什么是非功能焊盘，简单来讲，就是不起任何作用的via焊盘）。
虽然，现在很多比较好的PCB工厂在生产时，会自行去掉没使用的非功能焊盘，但是还是建议在设计的时候，就去掉，毕竟板厂都是良莠不齐的，要是你换一个板厂，人家没有给你去掉，到时候你哭都来不及啦。
至于为什么要去掉，大家去看看上一篇文章吧。
4.非功能焊盘
6、关于高速电路的via stub。
对于高速电路，如果信号走线必须要通过过孔，那么在对其进行布线时，就需要注意via stub，尽量减小via stub的长度。
这就需要设计工程师规划好，高速线尽量布在靠近bottom层。
如果确实留有stub，也可以考虑使用back drill技术，钻掉多余的stub（当然，这就会增加产品的成本）。
5. Stub示意图
7、关于“泪滴”。
泪滴的使用，不仅存在于高速电路PCB中，在一般的PCB设计中也经常使用。
这个不仅仅对信号有好处（主要是让阻抗渐变），对PCB生产也有帮助，免得出现“断脖子”情况。
PCB布线从宽引脚和走线连接至窄引脚或者走线时，使用“泪滴”模式以减小阻抗不连续性。
例如，当设计工程师在设计连接SMA连接器和走线时，使用“泪滴”。
图6.SMA“泪滴”。