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扒一扒Tabbed Routing布线小技巧


扒一扒Tabbed Routing布线小技巧


由于大家总是想要性能更好的手机、电脑等电子产品,导致现在DDR不断升级换代,信号速率不断提高,布线密度加大,信号质量越来越难以保证。这让我们这帮做信号完整性的工程师GG们有点方...  



这个串扰怎么越来越大了…BGA出线位置的走线阻抗的影响也越来越大了呢…该如何是好?!


还好,业界良心Intel给出了一大神器“Tabbed Routing”,拯救我等于水火之中。今天我们就来看看这神器是什么,再仿真看看是否真有那么神乎其技。


Tabbed Routing形式很简单,就是在如丝般顺滑的走线上增加小块铜皮(tab)。这个小铜皮(tab)可以在Pin区域的走线上加,也可以在开放空间的走线上加,tab加在不同区域的走线上有着不一样的收益。


(Tabbed routing)


Tab用在引脚区域上时,收益就是控制阻抗。引脚区域很挤,走线被挤得很瘦,瘦下来当然是要付出代价的——走线阻抗太高,在一些小角落偷偷的长一些小tab,显瘦,阻抗又可控,完美~


看下面的阻抗对比照片,同框一比,Tabbed routing完胜。



在开放区域(别误会,这里的“开放”是指,没有过孔/pin占据走线空间的地方,咱Tabbed Routing可是出生于大户人家的撒~),表层布线空间有限的情况下,Tabbed Routing又有什么样的表现呢?我们选取了几种方案与Tabbed Routing继续同框PK。


  • Normal mode就是最常规的设计了,占的布线空间比较大。

  • Closer mode相对常规设计的改变就是简单粗暴的把走线间距变小,线宽不变。

  • Neck mode相对Closer mode,占同样的空间,走线变细。

  • 我们的主角Tabbed Routing,占的空间与上两位一致,没错,公平竞争方显实力。



首先,阻抗同框一下,Tabbed Routing/Normal mode/Closer mode有着同样完美的表现,阻抗可控。Neck mode在这第一回合的较量下就败下阵来,阻抗这么高,赶紧下来,别丢人了。


(四种情况的阻抗仿真)


再一个频域与时域的远端串扰同框,Closer mode表现堪忧,没办法,走线间隔太近,隔壁走线的噪声当然清晰可闻啦!Neck mode再次丢人。我们的主角Tabbed Routing表现居然比Normal mode更好,而且Tabbed Routing比Normal mode节省了很多的布线空间,节省布线空间有时就意味着节省成本。


Tabbed Routing完胜,余下的诸位都请退场!


(四种情况下的远端串扰仿真)


(四种情况下的远端串扰仿真—时域结果)



Tabbed Routing走线间隔这么近,远端串扰还能这么小,怎么做到的?

来,上公式:



看公式我们就知道了,远端串扰有两个来源,一个是容性耦合,一个是感性耦合。容性耦合跟感性耦合相当于一阴一阳。在理想带状线中,阴阳均衡,互相抵消,远端串扰为零。在微带线上,由于介质的不对称,导致阳盛阴衰(感性大,容性小)。解救之法嘛也很简单,五行缺阴就补阴呗!您甭管五行有没有阴,您就看咱怎么补!


没错,你已经知道了,用走线上的tab补。加上tab,能补充很多的容性耦合,而感性耦合变化相对较小。Tabbed Routing就是用这种古老的智慧调节阴阳,降低远端串扰。


很显然,tab补得越多,越密,容性耦合就越强。那补多少呢?会不会补过头反而导致阴盛阳衰呢?




咱再来具体看看补tab的程度与远端串扰的关系。结果见下图:




显然,你不知道上图各条线代表着啥,请别看。我们来看下图:



显然,如果我还不解释上图是啥,就要挨揍了。


这是在上上图中取1.2GHz(对应DDR的2400Mbps)处的串扰值组成的图。横坐标代表着tab的尺寸间距,数值越小,tab越多越密。结果如预料中一样,tab补过头的话,阴盛阳衰,远端串扰反而增加了。


实际设计中,要根据具体的层叠,走线长度,布线空间等因素来仿真确定Tab的尺寸间距,得对症下药,加多加少都不好~


好啦,今天的分享就到这,希望能对您的工作有启发及帮助。后续我们汉普系工程师团队还会继续分享更多信号完整性、电源完整性等内容的相关知识,大家下期见啦~