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【案例分享】PCB设计中高速背板设计过程

本文摘要:在“几大高速PCB设计中的隐形刺客”中提及了“高速背板与高速背板连接器”,那么高速背板是如何设计出来的,从头到尾不会有哪些设计步骤,每个环节有哪些要点呢?本期案例共享做到下简要的辨别。高速背板设计流程原始的高速背板设计流程,除了遵循IPD(产品构建研发)流程外,有一定的特殊性,区别于普通的硬件PCB模块研发流程,主要是因为背板与产品硬件架构强劲涉及,除了与系统内的各个硬件模块都不存在信号模块外,与整机机框结构设计也是关系密切。

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在“几大高速PCB设计中的隐形刺客”中提及了“高速背板与高速背板连接器”,那么高速背板是如何设计出来的,从头到尾不会有哪些设计步骤,每个环节有哪些要点呢?本期案例共享做到下简要的辨别。高速背板设计流程原始的高速背板设计流程,除了遵循IPD(产品构建研发)流程外,有一定的特殊性,区别于普通的硬件PCB模块研发流程,主要是因为背板与产品硬件架构强劲涉及,除了与系统内的各个硬件模块都不存在信号模块外,与整机机框结构设计也是关系密切。高速背板的设计流程主要还包括以下设计环节:高速背板设计流程各环节关键内容关键技术论证高速背板的设计除了注目背板PCBA设计要素以外,必须注目整个系统高速信号点对点链路的设计,典型的高速信号链路参照右图:因此必须前期作好充份技术论证,主要还包括:①芯片SerDes选型及高速信号驱动能力检验(建模分析也可以获取参照结论,但是如果芯片SerDes有Demo板供测试、那么更加引荐测试检验)②高速连接器的选型与检验(重点注目连接器的时域、频域指标,能否符合产品系统最高速信号传输的性能拒绝,一般通过设计“连接器SI测试板”的方式)③PCB板材的选型(系统链路中还包括两侧子卡的PCB走线及背板PCB走线,PCB板材性能直接影响链路损耗,必须确认适合规格的LowDk/Df板材)硬件架构设计①系统各个单板模块的功能与数量系统的整体数据交换容量要求了系统内业务子卡的单槽位数据容量及业务子卡的数量;系统内其它子卡的数量,如核心交换子卡的数量、主控子卡的数量,整机电源模块/风扇掌控模块的数量等。

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②各个模块与背板相连的模块连接器具体型号与数量根据信号数量的多少,要求各模块接口连接器的明确选型③与整机机框设计涉及的架构设计子卡槽位间距、子卡结构导向设计方案、系统电源总功耗、系统风扇风道设计等总体设计方案将前期关键技术论证及硬件架构设计确认的设计构建方案构成背板总体设计方案文档,同时做到高速信号链路的前建模分析PINMAP设计此阶段早已转入背板的详细设计构建阶段,由于背板在产品系统中与各个硬件功能子模块都不存在信号模块,因此必须把所有模块信号在模块连接器上的定义方式作出具体的定义,类似于芯片管脚的PINMAP,背板PINMAP设计一方面必须重点注目高速接口信号的串扰掌控(例如:信号间必须间隔1个GND信号还是2个GND信号);另一方面必须注目PCBLayout设计的可实现性(一般来说必须背板PCB布线是通顺的、高速背板层数一般来说较为低,如果信号定义变形不会导致PCB设计层数成倍增加)。原理图设计背板的原理图设计比较非常简单,可以通过自行研发的软件工具脚本,将PINMAP必要转化成为原理图。PCB设计前期设计工作做到获得位,背板PCB设计构建一般来说没过于多可玩性,按照既定的布线规则展开相连才可,重点是系统电源的供电通流能力确保。

UT测试背板UT单元测试,重点注目背板高速信号地下通道的SI性能,这时可能会中用连接器测试板做到测试辅助。系统集成测试系统集成测试的过程不会较长,因为背板本身与各个硬件子模块都有模块,有所不同排列组合下的测试场景不会较为多,例如:交换子卡与业务子卡的通讯、主控子卡与业务子卡的通讯、主控子卡与整机子模块的通讯等等。

产品整机的测试,如:高低温、温度循环、可靠性等测试,也必须背板开发设计人员联合参予定位产品测试问题。


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