高速PCB設(shè)計需要面對很多不同的領(lǐng)域和產(chǎn)品，而每一領(lǐng)域的設(shè)計核心需求都是不一樣的。比如，數(shù)據(jù)與通訊領(lǐng)域要求的是極致的產(chǎn)品性能，消費(fèi)類產(chǎn)品突出的是性能價格比；相反軍事、工業(yè)領(lǐng)域要求的則是絕對的可靠性……接下來，我們簡單的來聊聊不同領(lǐng)域的高速PCB設(shè)計策略。

不一樣的高速PCB設(shè)計策略

電信領(lǐng)域

在電信領(lǐng)域，設(shè)計非常復(fù)雜，在數(shù)據(jù)、語音和圖像的傳輸應(yīng)用中傳輸速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于500Mbps，在通信領(lǐng)域人們追求的是更快地推出更高性能的產(chǎn)品，而成本并不是第一位的。他們會使用更多的板層、足夠的電源層和地層、在任何可能出現(xiàn)高速問題的信號線上都會使用分立元器件來實(shí)現(xiàn)匹配。他們有SI（信號完整性）和EMC（電磁兼容）專家來進(jìn)行布線前的仿真和分析，每一個設(shè)計工程師都遵循企業(yè)內(nèi)部嚴(yán)格的設(shè)計規(guī)定。所以通信領(lǐng)域的設(shè)計工程師通常采用這種過度設(shè)計的高速PCB設(shè)計策略。

二

家用計算機(jī)領(lǐng)域

家用計算機(jī)領(lǐng)域的主板設(shè)計是另一個極端，成本和實(shí)效性高于一切，設(shè)計師們總是采用最快、最好、最高性能的CPU芯片、存儲器技術(shù)和圖形處理模塊來組成日益復(fù)雜的計算機(jī)。而家用計算機(jī)主板通常都是4層板，一些高速PCB設(shè)計技術(shù)很難應(yīng)用到這一領(lǐng)域，所以家用計算機(jī)領(lǐng)域的工程師通常都采用過度研究的方法來設(shè)計高速PCB板，他們要充分研究設(shè)計的具體情況解決那些真正存在的高速電路問題。

三

通常高速PCB設(shè)計

而通常的高速PCB設(shè)計情況可能又不一樣。高速PCB中關(guān)鍵元器件（CPU、DSP、FPGA、行業(yè)專用芯片等）廠商會提供有關(guān)芯片的設(shè)計資料，這些設(shè)計資料通常以參考設(shè)計和設(shè)計指南的方式給出。然而這里存在兩個問題：首先器件廠商對于信號完整性的了解和應(yīng)用也存在一個過程，而系統(tǒng)設(shè)計工程師總是希望在第一時間使用最新型的高性能芯片，這樣器件廠商給出的設(shè)計指南可能并不成熟。所以有的器件廠商不同時期會給出多個版本的設(shè)計指南。其次，器件廠商給出的設(shè)計約束條件通常都是非常苛刻的，對設(shè)計工程師來說要滿足所有的設(shè)計規(guī)則可能非常困難。而在缺乏仿真分析工具和對這些約束規(guī)則的背景不了解的情況下，滿足所有的約束條件就是唯一的高速PCB設(shè)計手段，這樣的設(shè)計策略通常稱之為過度約束。

雖然不同領(lǐng)域的高速PCB設(shè)計策略大不相同，但有一些基礎(chǔ)技術(shù)是具有通用性的。

通用高速PCB設(shè)計核心關(guān)鍵要點(diǎn)

01

電源電路的設(shè)計

電源是一個電子產(chǎn)品穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)，雖然大多數(shù)時候電源設(shè)計的技術(shù)挑戰(zhàn)性并不是最大的，但是一旦出現(xiàn)了運(yùn)行穩(wěn)定性的問題，很多時候其實(shí)是跟電源有關(guān)的。

電源設(shè)計的重點(diǎn)主要在于電源模塊的功能設(shè)計優(yōu)化、轉(zhuǎn)換效率提升，以及電源通道設(shè)計等，都必須遵循相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)和規(guī)則來進(jìn)行，對于敏感電源或者電流很大的電源還需要結(jié)合PI仿真來提升直流壓降與動態(tài)阻抗以及噪聲方面的性能。

02

高速并行信號的設(shè)計

最常見就是ddr3，ddr4等電路，尤其對于Memory Down（板載內(nèi)存條）設(shè)計這類方案，更需要特別注意，在嚴(yán)格執(zhí)行原廠Layout Guide的同時，最好通過仿真分析來輔助優(yōu)化布局布線設(shè)計，以確保高速信號的設(shè)計質(zhì)量。

其他類型的并行信號設(shè)計還有很多，一般按照相應(yīng)的芯片設(shè)計規(guī)則要求控制好絕對長度與相對等長，同時做好過孔數(shù)量控制、信號跨分割、串?dāng)_方面的規(guī)則控制，就可以滿足大部分設(shè)計要求。

03

高速串行信號設(shè)計

目前最常見的PCIE高速通道，以及SATA、SAS、LVDS、USB3.0高速通道，以及高速光網(wǎng)絡(luò)通道等，信號速度普遍都已提升到5G、8G、10G、28G甚至56Gbps的水平，所以必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的高速設(shè)計規(guī)則去進(jìn)行設(shè)計，同時要做好信號完整性分析與優(yōu)化工作，不然就會容易出現(xiàn)信號質(zhì)量方面的問題。

04

其他

此外，高速PCB設(shè)計還有很多需要注意的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，比如模擬信號設(shè)計，射頻信號，數(shù)?；旌?，以及DFM，DFA，EMC方面的設(shè)計注意點(diǎn)等等，每一個方向都有一系列的規(guī)則要求。

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