高速PCB布线差分对走线

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阐述PCB设计中差分信号等长要求实施细则

阐述PCB设计中差分信号等长要求实施细则摘要随着高速总线的信号传输速率越来越快，芯片的运行频率越来越高，技术更新换代的日益加速，对产品的性能和稳定性的要求也越来越高。

因此，硬件设计时，对信号的品质要求也越来越严格。

在PCB 布线设计中有很多的设计技巧和实施细则对信号完整性有一定的保障，比如高速信号线等长的要求，就可以在一定程度上保证信号品质。

但是，如果仅仅是总长度等长，并不能很好地保证信号品质一定好；还有很多绕线等长的细节点需要注意，包括端口长度匹配实施细则、差分对内部走线长度匹配实施细则。

这些实施细则适用于很多高速总线、时钟信号和一些低速总线。

在PCB 布线设计时，遵循这几点实践实施细则进行绕线等长设计，会提高信号完整性的可靠度，对板子整体稳定性有可靠的保证。

关键词差分信号；等长；信号完整性；串扰；共模；差模1 高速差分信号的等长理论基础1.1 差分信号的定义为了提高信号在高速率、长距离情况下传输的可靠性，大部分高速的数字串行总线都会采用差分信号进行信号传输。

差分信号是用一对反相的差分线进行信号传输，发送端采用差分的发送器，接收端采用差分的接收器[1]。

1.2 差分信号走线的优点在PCB上差分信号走线和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下几个方面：优点1、对外部噪声的抑制能力强。

采用差分传输方式后，由于差分线对中正负信号的走线是紧密耦合在一起的，所以外界噪声对于两根信号线的影响是一样的。

而在接收端，由于其接收器将正负信号相减的结果作为逻辑判决的依据，因此即使信号线上有严重的共模噪声或地电平的波动，对于最后的逻辑电平判决影响也很小。

相对于单端传输方式，差分传输方式的抗干扰、抗共模噪声的能力大大提高[2]。

优点2、对外部的电磁能量辐射小。

由于PCB板上的任何两个器件或导线之间都存在互容和互感，当一个器件或一根导线上的信号发射变化时，其变化会通过互容或互感影响其他器件或导线，即串扰。

串扰的强度取决于器件及导线的几何尺寸和相互距离[3]。

差分线对在高速PCB设计中的应用

第１卷３
２１年１１０１第月期
毓曦黎待庭熟
Ｖ１３Ｎ．０１ｏ．１
Ｊｎ０１ａ．２１
ｄｉＯ３６￣ｉｎ１６－７５２１．１０８ｏ：．９９．ｓ．５３４９．１０．０ｌｓ０
差分线对在高速ＰＢ计中的应用Ｃ设
率要求的提高，信号的差分传输方式必将得到越
来越广泛的应用。
１ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 号完整性
信号完整性主要研究在互连线与数字信号的
电压电流波形相互作用时，其电气特性对产品性
能的影响。
当ＰＢ上的众多数字信号同步进行切换时Ｃ板ｆＰ如ＣＵ的数据总线、地址总线等）由于电源线，
收稿日期：０００ — ８２１— ７２
ＷＷｅｄ．ｎ２１．电子元器件主硐２Ｗ．ａ０１１ｃｃ３
第１卷３
第１期
电手元器件壶用
ＥｌｃｒｎｃＣｏｅｔｏｉｍｐｏｅｔ＆ＤｅｉｅＡｐｌｃｔｏｎｎｖｃｐｉａｉｎｓ
一
的效应，都可能与四类特定噪声源有关：一是单网络的信号完整性；二是两个或多个网络问的串扰：三是电源和地分布中的轨道塌陷；四是来
（Ｓ）和电磁兼容性ｆＭＩ。ＳＮＥ）延迟是指信号在ＰＢ的导线上以有限的速Ｃ板

差分对与PCB过孔的关系

差分对：你需要了解的与过孔有关的四件事在一个高速印刷电路板（PCB）中，通孔在降低信号完整性性能方面一直饱受诟病。

然而，过孔的使用是不可避免的。

在标准的电路板上，元器件被放置在顶层，而差分对的走线在内层。

内层的电磁辐射和对与对之间的串扰较低。

必须使用过孔将电路板平面上的组件与内层相连。

幸运的是，可设计出一种透明的过孔来最大限度地减少对性能的影响。

1. 过孔结构的基础知识让我们从检查简单过孔中将顶部传输线与内层相连的元件开始。

图1是显示过孔结构的3D图。

有四个基本元件：信号过孔、过孔残桩、过孔焊盘和隔离盘。

过孔是镀在电路板顶层与底层之间的通孔外的金属圆柱体。

信号过孔连接不同层上的传输线。

过孔残桩是过孔上未使用的部分。

过孔焊盘是圆环状垫片，它们将过孔连接至顶部或内部传输线。

隔离盘是每个电源或接地层内的环形空隙，以防止到电源和接地层的短路。

图1：单个过孔的3D图2. 过孔元件的电气属性如表格1所示，我们来仔细看一看每个过孔元件的电气属性。

表1：图1中显示的过孔元件的电气属性一个简单过孔是一系列的π型网络，它由两个相邻层内构成的电容-电感-电容（C-L-C）元件组成。

表格2显示的是过孔尺寸的影响。

表2：过孔尺寸的直观影响通过平衡电感与寄生电容的大小，可以设计出与传输线具有相同特性阻抗的过孔，从而变得不会对电路板运行产生特别的影响。

还没有简单的公式可以在过孔尺寸与C和L元件之间进行转换。

3D电磁（EM）场解算程序可以根据PCB布局布线中使用的尺寸来预测结构阻抗。

通过重复调整结构尺寸和运行3D仿真，可优化过孔尺寸，来实现所需阻抗和带宽要求。

3. 设计一个透明的差分过孔我们曾在之前的帖子中讨论过，在实现差分对时，线路A与线路B之间必须高度对称。

这些对在同一层内走线，如果需要一个过孔，必须在两条线路的临近位置上打孔。

由于差分对的两个过孔距离很近，两个过孔共用的一个椭圆形隔离盘能够减少寄生电容，而不是使用两个单独的隔离盘。

差分线最在高速PCB设计中的应用

差分线最在高速PCB设计中的应用差分线是高速PCB设计中常用的一种设计技术，可以有效地减少信号传输中的串扰和损耗，提高信号质量和系统性能。

差分线广泛应用于高速总线、存储器、CPU、高频信号传输等领域。

本文将从差分线的概念、原理、设计要点以及在高速PCB设计中的应用等方面进行介绍。

一、差分线的概念和原理差分线是指两根位于同一层或不同层的线对，其中一根为正线（P 线），另一根为负线（N线）。

正线和负线的波形是对称的，当正线上有电流流过时，负线也有相等大小的电流流过，但电流的方向相反。

差分线之间采用微分方式传输信号，将信号的变化转换为电流的变化，通过差分放大电路来恢复和解码。

差分线的原理在于利用两根线间的串扰来抵消外界噪声和抗干扰能力更强。

差分线信号传输时，P线和N线之间的距离应尽可能相等，长度匹配要求较高，以避免由于不匹配引起的时延不一致。

同时，还需要保证差分线之间的差异阻抗匹配，以降低末端反射和信号失真。

二、差分线设计的要点1.差分线宽度：影响差分线的传输特性和阻抗值，一般差分线宽度要比单端线宽度更宽，以确保达到所需的阻抗匹配。

2.差分线间距：差分线间距要尽可能大，以避免相互串扰，一般要求至少为线宽的3倍。

3.差分线的层间穿越方式：如果P线和N线在同一层布线，需要采用复合线的形式，在布线时注意交替覆盖，避免交叉。

如果P线和N线在不同层布线，则需要通过仿真和分析来确定层间穿越方式，以保证信号完整性。

4.差分线的末端匹配：差分线的末端需要进行匹配，一般可以通过串联电阻或者电流源来实现。

1.高速总线：在高速总线设计中，差分线广泛应用于处理器和存储器之间的数据传输。

如DDR、PCI Express等。

差分线能够提高传输速率、降低功耗、减少串扰和噪声干扰，提高总线的稳定性和可靠性。

2.CPU设计：差分线在CPU的布局中也有重要的应用，主要用于处理器和芯片组之间的高速数据传输。

差分线可以提供更高的数据传输速率和抗干扰能力，从而提高CPU的性能和稳定性。

高速设计之差分走线

高速设计之差分走线在进行高速电路设计时，经常会遇到差分对的走线设计，这主要源于差分走线的如下优势：1、抗干扰能力强，接收端只关心两信号差值，外界的共模噪声可完全抵消（对内干扰）。

2、有效抑制EMI，由于两信号线极性相反，通过耦合，对外界的辐射干扰可相互抵消（对外干扰）。

3、时序定位准确，等等。

当然，很多人对差分走线也存在不少误区，常见的如下：1、认为差分信号不需要地平面作为回流路径，或者认为差分走线彼此为对方提供回流路径。

2、认为保持等距比匹配线长更重要。

3、认为差分走线一定要靠得很近。

下面就谈一下个人在这方面的学习心得。

1、信号回流如上图所示，A、B是一个高速信号的差分对，A对应的回流为C，B对应的回流为D。

A 和B的电流大小相等，方向相反，同理C和D也是如此。

当差分信号A、B之间的距离足够近的情况下，C、D也是足够的近，那么由于C、D大小相等，方向相反，所以流过回流平面的电流为0，也就是说，A和B的回流不依赖于回流平面，而是差分线之间实现回流。

当然前提条件是C、D足够近，但是，在实际的应用中，只能实现大部分的电流在差分线之间回流，还是有一部分的回流是经过回流平面的。

因此，在进行差分走线时，回流平面还是要保证完整，否则容易出问题。

2、强耦合与弱耦合通常，如果差分线之间的距离很近，回流基本上是经过差分线之间，而很少通过回流平面，那么称之为强耦合；否则称之为弱耦合。

可以说强耦合对回流平面依赖比较低，而弱耦合对回流平面依赖比较高。

那么是不是设计的时候把差分线设计成越近越好呢，也不完全是这样，因为在实际的PCB设计过程中，为了确保差分线的等长，经常需要把其中的一根线拐弯打折，这样，对于强耦合来说，阻抗变化的影响就比较大，而对于弱耦合来说，阻抗变化就比较小，此时弱耦合就比较有优势了。

3、等长问题讲到差分线，肯定会有等长的要求，那么一个差分线之间的等长应该控制到什么程度就比较合理呢，完全等长做不到，也不必要。

(完整word版)PCI-E的高速PCB布线规则

PCI-E 布线规则1、从金手指边缘到PCIE芯片管脚的走线长度应限制在4英寸（约100MM）以内。

2、PCIE的PERP/N，PETP/N，PECKP/N是三个差分对线，注意保护（差分对之间的距离、差分对和所有非PCIE信号的距离是20MIL，以减少有害串扰的影响和电磁干扰（EMI）的影响。

芯片及PCIE信号线反面避免高频信号线，最好全GND）。

3、差分对中2条走线的长度差最多5MIL。

2条走线的每一部分都要求长度匹配。

差分线的线宽7MIL，差分对中2条走线的间距是7MIL。

4、当PCIE信号对走线换层时，应在靠近信号对过孔处放置地信号过孔，每对信号建议置1到3个地信号过孔。

PCIE差分对采用25/14的过孔，并且两个过孔必须放置的相互对称。

5、PCIE需要在发射端和接收端之间交流耦合，差分对的两个交流耦合电容必须有相同的封装尺寸，位置要对称且要摆放在靠近金手指这边，电容值推荐为0.1uF，不允许使用直插封装。

6、SCL等信号线不能穿越PCIE主芯片。

合理的走线设计可以信号的兼容性，减小信号的反射和电磁损耗。

PCI-E 总线的信号线采用高速串行差分通信信号，因此，注重高速差分信号对的走线设计要求和规范，确保PCI-E 总线能进行正常通信。

PCI-E是一种双单工连接的点对点串行差分低电压互联。

每个通道有两对差分信号：传输对Txp/Txn，接收对Rxp/Rxn。

该信号工作在2.5 GHz并带有嵌入式时钟。

嵌入式时钟通过消除不同差分对的长度匹配简化了布线规则。

随着PCI-E串行总线传输速率的不断增加，降低互连损耗和抖动预算的设计变得格外重要。

在整个PCI-E背板的设计中，走线的难度主要存在于PCI-E的这些差分对。

图1提供了PCI-E高速串行信号差分对走线中主要的规范，其中A、B、C和D四个方框中表示的是常见的四种PCI-E差分对的四种扇入扇出方式，其中以图中A所示的对称管脚方式扇入扇出效果最好，D为较好方式，B和C 为可行方式。

pads高速布线规则

高速布线规则SDRAM的布线规则该嵌入式系统使用64M字节的SDRAM扩展数据存储区，由两片K4S561632组成工作在32位模式下。

最高频率可达100M以上，对于SDRAM的数据线、时钟线、片选及其它控制信号需要进行线长匹配，由此提出以下布线要求：1. SDRAM时钟信号：时钟信号频率较高，为避免传输线效应，按照工作频率达到或超过75MHz时布线长度应在1000mil以内的原则及为避免与相邻信号产生串扰。

走线长度不超过1000mil，线宽10mil，内部间距5mil，外部间距30mil，要求差分布线，精确匹配差分对走线。

误差允许在20mil以内。

2. 地址,片选及其它控制信号：线宽5mil，外部间距12mil，内部间距10mil。

尽量走成菊花链拓补。

可有效控制高次谐波干扰，可比时钟线长，但不能短。

3. SDRAM数据线：线宽5mil，内部间距5mil，外部间距8mil，尽量在同一层布线，数据线与时钟线的线长差控制在50mil内。

根据布线要求，在Allegro中设置不同的约束：针对线宽设置3 个约束SDRAM_CLK，SDRAM_ADDDR，SDRAM_DATA，设置完约束后将约束添加到对应的net上。

使得各个net都具有线宽、线距约束属性。

最后为不同的信号组选择合适的约束即可。

但是设置的约束在系统CPU内部是无法达到的。

因为EP9315为BGA封装。

pin间距1.27毫米，显然在CPU内部，线宽线距无法达到上述要求，利用Allegro设置CPU特殊走线区域cpu_area。

并加上area属性，在此区域中另设置适合BGA内部走线的约束。

Xnet在IDE总线等长布线中的应用系统中的IDE接口设计EP9315强大的外设接口能力能够直接驱动IDE硬盘，布线时需要注意IDE总线的等长设置，但是IDE总线这类高速线需要端接匹配，可以防止信号反射和回流。

如图2所示其中的排阻起到了端接匹配的作用，但使得整个走线被分为好几个NET，而Allegro中常用的走线长度设置propagation_delay和relative_propagation_delay只能针对同一NET设置.IDE总线信号由EP9315扇出，要求EP9315到IDE接口走线DD*+UBDD*(如图2中NET)等长，误差为+/-20mil，最简单的方法是分别设置DD*等长和UBDD*等长，误差各位+/-10mil，就可以达到要求，但是增加了布线难度，特别当DD*有较大绕线空间。

PCB设计高速信号走线的九种规则

PCB设计高速信号走线的九种规则1.高速信号走线规则一：保持信号路径短。

信号路径越短，信号传输的延迟越小，干扰和信号衰减的可能性也就越小。

因此，要将高速信号尽可能地在PCB板上靠近彼此地布线。

2.高速信号走线规则二：保持差分信号路径等长。

差分信号是一对相位反向、幅度相等的信号，在高速信号传输中使用较多，通常用于减小干扰和提高传输性能。

为了保持差分信号的平衡，需要使两条差分信号的路径尽可能等长。

3.高速信号走线规则三：保持高速信号路径和地路径并行。

高速信号和地路径的平行布线可以减小信号引起的电磁辐射和接地电压的变化。

因此，高速信号走线时要尽可能与地路径并行，避免交叉和走线交错。

4.高速信号走线规则四：避免信号走线在验证域的边界上。

验证域是指高速信号传输的有效区域。

将信号走线远离验证域的边界，可以降低信号的反射和干扰，提高传输性能。

5.高速信号走线规则五：保持信号走线与平面垂直。

信号走线与地平面垂直布线可以减小信号与地平面的耦合，减少传输中的干扰和信号衰减。

所以，信号走线时应尽量与地平面垂直。

6.高速信号走线规则六：保持信号走线有足够的间距。

高速信号走线之间需要有足够的间距，以减小信号之间的串扰和干扰。

一般来说，走线间距应根据信号频率和走线长度进行选择。

7.高速信号走线规则七：避免锐角弯曲。

锐角弯曲会导致信号的反射和干扰，影响传输性能。

因此，在高速信号走线时应避免使用锐角弯曲，应选择圆弧或平滑的曲线。

8.高速信号走线规则八：避免信号走线在波峰和波谷处交叉。

信号走线在波峰和波谷处交叉会导致信号间的干扰和串扰，影响传输性能。

所以，在高速信号走线时要避免这种情况的发生。

9.高速信号走线规则九：使用合适的信号层。

选择合适的信号层可以改善高速信号的传输性能。

通常情况下，内层信号层是最佳选择，因为内层信号层可以提供更好的屏蔽和隔离效果。

同时，还应考虑信号层之间的层间间距和层间结构，以减小信号的耦合和干扰。

总之，在PCB设计中，遵循这些高速信号走线规则可以提高高速信号的传输性能和可靠性，减小信号的干扰和衰减。

PCB布线与布局优化技巧

PCB布线与布局优化技巧在电子设备的设计中，PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）的布线与布局对于整个电路性能和稳定性起着至关重要的作用。

优秀的PCB布线与布局可以提高电路的抗干扰能力、信号完整性和性能稳定性。

下面就介绍一些PCB布线与布局优化技巧，帮助设计师提高产品质量和性能。

1. 分割电源平面：在PCB设计中，将电源平面分割成多个部分可以减少信号干扰及电磁辐射。

分割电源平面时，需要注意将模拟和数字电源分开，避免互相干扰。

通过合理设置分割线路，可以降低信号交叉干扰，提高信噪比。

2. 最短路径布线：尽量保持布线路径短，减少信号传输的延迟和损耗。

在选取布线路径时，应避免走线交叉、绕线等现象，以确保信号传输的稳定性和可靠性。

布线时还需考虑信号走线的方向，避免信号环路和共模噪声的产生。

3. 差分信号布线：对于高速信号线，尤其是差分信号线，需要特别注意其布线。

差分信号线的长度要尽量保持一致，以减少信号失真和串扰。

此外，差分信号线应在布线过程中尽量保持相邻，以减小信号传输的时间差。

4. 阻抗匹配：在PCB设计中，特别是在高频电路中，阻抗匹配是非常重要的。

正确设计差分对地、微带线、板厚等参数，以保证信号传输的稳定性和准确性。

利用阻抗匹配技术可以尽量减小信号的反射和衰减，提高信号完整性。

5. 地线布线：地线布线是PCB设计中的关键环节。

要尽量减小地线回路面积，避免干扰信号传输。

将地线设置为宽带，减小地线阻抗，提高地线的导电性。

另外，地线布线还要尽量与信号走线相互垂直，避免共模干扰。

6. 噪声隔离：在PCB布局设计中，要将噪声源与敏感信号源隔离开来，以减少噪声对信号的影响。

在设计布局时，可以使用屏蔽罩、滤波器等措施来隔离噪声源，确保信号传输的稳定性和准确性。

7. 确保热量散发：在PCB布局设计中，要考虑电路元件的散热问题。

合理安排元件的位置，保证元件之间的通风通道畅通，以便排出热量。

在布局时应注意避免高功率元件集中布局，以减小热量聚集的风险。

PCB差分对走线的要求

PCB差分对走线的要求首先，差分对走线需要保持一定的匹配性。

差分信号需要在发射器和接收器之间进行平衡传输，因此差分信号线必须要匹配。

这包括在PCB设计中要保证差分对的两根信号线的长度一致，阻抗一致，偶模传输特性一致等。

如果差分对走线不匹配，会导致差分信号失真，降低信号的传输质量。

其次，差分对走线需要保持一定的对称性。

对称性是指差分对的两根信号线的形状、走线路径、间距等要尽量保持对称。

这样做可以将信号串扰减到最低。

例如，可以将差分对信号线两根平行布局，并且保持一定的间距。

在布线过程中，要保证信号线的宽度、间距、层间距等参数对称，并且尽量避免信号线的交叉。

第三，差分对走线需要保持一定的接地和屏蔽。

在实际应用中，差分信号需要与地进行配合，以减少信号的传输损耗和串扰。

因此，差分对走线需要与地信号进行连接，形成一条传输通路。

另外，差分对信号线需要进行屏蔽，避免外部电磁干扰对信号的影响。

这可以通过在PCB布线中添加地层和屏蔽层来实现。

此外，差分对走线还需要考虑信号的传输速度和传输距离。

差分对走线的设计应根据具体的信号要求，选择合适的走线方案和参数。

例如，在高速传输中，差分对走线需要采用特殊的布线技术，如差分对的阻抗匹配、布线长度控制、信号线的宽度和间距控制等。

在长距离传输中，需要考虑信号衰减和传输延迟，使用合适的信号线型号和走线方案。

最后，差分对走线还需要考虑EMC（电磁兼容性）的要求。

EMC是指在设备中，各种电子设备和系统之间，以及电子设备与外界之间的电磁能量的相互影响和兼容性问题。

差分对走线的设计应符合EMC的要求，避免信号的辐射和敏感性。

这可以通过良好的地连接、分层布线、合理的信号线路由等方式来实现。

综上所述，差分对走线在PCB设计中有很多要求，包括匹配性、对称性、接地和屏蔽、传输速度和距离、EMC要求等。

在实际的PCB设计中，需要仔细考虑这些因素，并根据实际需求来选择合适的设计方案和参数，以确保差分对走线的质量和性能。

PCB板布局原则布线技巧

PCB板布局原则布线技巧一、布局原则：1.功能分区：将电路按照其功能划分为若干区域，不同功能的电路相互隔离，减少相互干扰。

2.信号流向：在布局过程中应保持信号流向规则和简洁，避免交叉干扰。

3.重要元件位置：将较重要的元件、信号线和电源线放置在核心区域，以提高系统的可靠性和抗干扰能力。

4.散热考虑：将产热较大的元件、散热器等布局在较为开阔的地方，利于散热，避免过热导致不正常工作。

5.地线布局：地线的布局和连通应该注意短、宽、粗、低阻、尽可能铺满PCB板的底层，减少环路面积，避免回流信号干扰。

二、布线技巧：1.差分信号布线：对于高速传输的差分信号（如USB、HDMI等），应采用相对的布线方式，尽量保持两条信号线的长度、路径和靠近程度等因素相等。

2.信号线长度控制：对于高速信号线，要控制传输时间差，避免信号的串扰，可以采用长度相等的原则，对多个信号线进行匹配。

3.距离和屏蔽：信号线之间应保持一定的距离，减少串扰。

对于敏感信号线，可以采用屏蔽，如使用屏蔽线或者地层或电源面直接作为屏蔽。

4.平面分布布线：将电路面分布在PCB板的一面，减少控制层（可减少电磁干扰），易于维护。

对于比较大的PCB板，可以将电路分布在多层结构中，减小板子尺寸。

5.电源线和地线：电源线和地线尽量粗而宽，以降低线路阻抗和电压降。

同时，尽量减少电源线和地线与其它信号线的交叉和共面长度，减小可能的电磁干扰。

6.设备端口布局：对于外部设备接口，宜以一边和一角为原则，将各种本机接口尽量分布在同一区域，以保持可维护性和布局的简洁性。

7.组件布局：对于IC和器件的布局，可以按照电路的工作顺序、重要程度和电路结构等因素综合考虑，优先放置重要元件，如主控芯片、存储器等。

三、布局规则：1.尽量缩短信号线的长度，减少信号传输的延迟和串扰。

2.尽量减小信号线的面积，减少对周围信号的干扰。

3.尽量采用四方对称布线，减少线路不平衡引起的干扰。

4.尽量降低线路阻抗，提高信号的传输质量。

PCB上各类信号布线注意事项

一、差分信号高速串行总线的普及，使得单板上差分信号越来越多，对高速差分信号的处理主要有以下布线要求：1）各类差分线的阻抗要求是不同的，根据设计要求，通过阻抗计算软件计算出差分阻抗和对应的线宽间距，并设置到约束管理器。

2）差分线通过互相耦合来减少共模干扰，在条件许可的情况下要尽可能平行布线，两根线中线不能有过孔或其他信号。

3）差分对需要严格控制相位，所以对内需要严格控制等长。

4）为减少损耗，高速差分线换层时可以在换层孔的附近添加过孔。

二、高速总线DDR FSB等高速总线的共同特征就是一般都分为数据、地址、时钟、控制、命令等不同种类的信号，并且有相应的时序操作关系。

在布线的时候需要考虑对这些种类进行区分，并了解时序要求进行等长控制。

对高速总线的处理主要体现在以下几点：1）阻抗控制：各类总线的阻抗要求略有不同，可以根据设计要求，通过阻抗计算软件来计算出相应的阻抗设计方案。

2）同组同层：同一组信号需要走在一起，条件允许的情况下，尽量走在同一层，这样使得同一组信号的周围环境也会比较相似，包括过孔的长度和过孔的STUB也是一致的，在控制时序的时候也相对比较容易些。

同时同组同层也是串扰控制的需要。

3）时序等长：按照时序要求做等长控制。

三、时钟线时钟的处理方法也是在PCB布线时需要特别重视的。

有经验的设计工程师会在一开始就理清时钟线，明确各种时钟之间的关系，布线的时候就能处理得更好。

并且时钟信号也经常是EMC设计的难点，需要过EMC测试指标的项目要尤其注意。

时钟线除了常规的阻抗控制和等长要求外，还需要注意以下问题：1）时钟线尽量选择优选布线层。

2）时钟信号尽量不要跨份额，更不要沿着分割区布线。

3）注意时钟信号与其他信号的间距，至少满足3W。

4）有EMC要求的设计，较长的时钟线尽量选择内层布线。

5）注意时钟信号的端接匹配。

四、模拟信号模拟信号的主要特点是抗干扰性差，布线时主要考虑对模拟信号的保护。

对模拟信号的处理主要体现在以下几点：1）为增加其抗干扰能力，走线要尽量短。

PCB布线时遵循的一些基本原则

PCB布线时遵循的一些基本原则连线要精简,尽可能短,尽量少拐弯,力求走线简单明了(特殊要求除外,如阻抗匹配和时序要求).过长的走线会改变传输线的阻抗特性,使信号的上升时间变长,从而抑制信号的最高传输频率.避免尖角走线和直角走线,宜45°走线和圆弧走线.1.增加走线的寄生电容,影响信号的完整性 2.阻抗不连续造成信号的反射 3.直角尖端易产生EMI效应走线尽可能少换层,少打过孔(via).1.via造成阻抗不连续2.产生寄生电容和寄生电感,影响信号完整性 3.不同的参考层影响信号回流信号间的距离(S)尽可能增大,相邻信号层的走线宜互相垂直/0斜交/弯曲走线,避免相互平行.减少串扰和耦合造成的信号干扰.电源线和地线的宽度尽可能宽(通常为W20).元器件换层引线和电容的引线尽可能缩短.优化布线.PCB布线的常见形式单根走线(single trace)菊花链(Daisy Chain)走线:从驱动端开始，依次到达各接收端星形(Star)走线:通常所说的“T”点拓扑形式布线蛇形走线:通常所说的饶线,主要目的是为了调节延时,时序匹配S≧3H(S:走线平行部分的间距H:信号与参考平面的间距)差分走线(differential pair)驱动端发送两个等值反相的信号,接受端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”或“1”,承载差分信号的那对走线称为差分走线与传统单根走线相比的优势抗干扰能力强抑制EMI非常有效时序定位精确各种角色介绍Logic : 原理图设计, 负责具体的FUNCTION 设计, 也是比较掌握全局的人, 相当于小的EPM, 有些事情可以请Logic的人出面协调.如用料方面, 换Solution 等SI: 负责板内高速线的阻抗, 如线宽, 线距,线长, 拓扑结构, 跨层, 如果绕线等问题须与SI 沟通.MCAD: 负责机构设计, ECAD 如果在空间上遇到和机构有冲突的, 首先和机构协商改动方案,如机构不肯退让的请EPM 出面协调.Thermal: 负责系统散热, 板内温控设计等工作(Thermal sensor 零件是由散热工程师决定它靠近那些相关零件放置，他们跟电子工程师和机构工程师沟通后，在电路图上和机构图上表示出来，有时候可能只是在电路图上标示出来，靠近什么元件放。

allegro差分对走线技巧

allegro差分对走线技巧
差分对走线技巧是一种用于设计高速数据传输电路的技术。

差分对走线是指将信号分成两个互为相反的差分信号，在PCB
设计中将两条差分信号线路作为一对对称的线路进行布线。

以下是几种常用的差分对走线技巧：
1. 避免走线长度不一致：差分信号走线两条线路的长度应保持一致，避免信号的相位差引起信号的失真。

2. 保持差分信号的相邻距离：两条差分信号线路之间的距离也要保持一致，用于减少信号的互相干扰。

3. 使用相同的线宽：差分信号的两条线路应该使用相同的线宽，确保两个信号的阻抗匹配。

4. 使用地平面: 在差分对走线的两条线路之间放置地平面，用
于减少信号之间的干扰。

5. 使用差分信号线路层叠: 在PCB设计中，将差分信号线路放置在相邻的层上，可以进一步减少信号之间的干扰。

以上是一些常见的差分对走线技巧，设计工程师可以根据具体的电路需求和信号特性，结合实际情况选择适合的技巧进行设计。

差分线对在高速PCB设计中的应用

差分线对在高速PCB设计中的应用时间:2007-04-28 来源: 作者:王延辉谢锘点击：3269 字体大小:【大中小】摘要:在高速数字电路设计过程中，工程师采取了各种措施来解决信号完整性问题，利用差分线传输高速数字信号的方法就是其中之一。

在PCB中的差分线是耦合带状线或耦合微带线，信号在上面传输时是奇模传输方式，因此差分信号具有抗干扰性强，易匹配等优点。

随着人们对数字电路的信息传输速率要求的提高，信号的差分传输方式必将得到越来越广泛的应用。

1 用差分线传输数字信号如何在高速系统设计中考虑信号完整性的因素，并采取有效的控制措施，已成为当今国内外系统设计工程师和PCB设计业界的一个热门课题。

利用差分线传输数字信号就是高速数字电路中控制破坏信号完整性因素的一项有效措施。

在印刷电路板上的差分线，等效于工作在准TEM模的差分的微波集成传输线对，其中，位于PCB顶层或底层的差分线等效于耦合微带线；位于多层PCB的内层的差分线，正负两路信号在同一层的，等效于侧边耦合带状线，正负两路在相邻层的，等效于宽边耦合带状线。

数字信号在差分线上传输时是奇模传输方式，即正负两路信号的相位相差180°，而噪声以共模的方式在一对差分线上耦合出现，在接受器中正负两路的电压(或电流)相减，从而可以获得信号，消除共模噪声。

而差分线对的低压幅或电流驱动输出实现了高速集成功耗的要求。

2 差分线的阻抗匹配差分线是分布参数系统，因此在设计PCB时必须进行阻抗匹配，否则信号将会在阻抗不连续的地方发生反射，信号反射在数字波形上主要表现为上冲、下冲和振铃现象。

式(1)是一个信号的上升沿(幅度为E G)从驱动端经过差分传输线到接收端的频率响应：其中信号源的电动势为E G，内阻抗为：Z G，负载阻抗为Z L；Hl(ω)为传输线的系统函数；ΓL和ΓG分别是信号接收端和信号驱动端的反射系数，由以下两式表示：由式(1)可以看出，传输线上的电压是由从信号源向负载传输的入射波和从负载向信号源传输的反射波的叠加。

PCB布线中遇到的问题、常见的误区、比较优化的走线策略

PCB Layout中的走线策略布线（Layout）是PCB设计工程师最基本的工作技能之一。

走线的好坏将直接影响到整个系统的性能，大多数高速的设计理论也要最终经过Layout得以实现并验证，由此可见，布线在高速PCB设计中是至关重要的。

下面将针对实际布线中可能遇到的一些情况，分析其合理性，并给出一些比较优化的走线策略。

主要从直角走线，差分走线，蛇形线等三个方面来阐述。

1．直角走线直角走线一般是PCB布线中要求尽量避免的情况，也几乎成为衡量布线好坏的标准之一，那么直角走线究竟会对信号传输产生多大的影响呢？从原理上说，直角走线会使传输线的线宽发生变化，造成阻抗的不连续。

其实不光是直角走线，顿角，锐角走线都可能会造成阻抗变化的情况。

直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面：一是拐角可以等效为传输线上的容性负载，减缓上升时间；二是阻抗不连续会造成信号的反射；三是直角尖端产生的EMI。

传输线的直角带来的寄生电容可以由下面这个经验公式来计算：C=61W(Er)[size=1]1/2[/size]/Z0在上式中，C就是指拐角的等效电容（单位：pF），W指走线的宽度（单位：inch），εr指介质的介电常数，Z0就是传输线的特征阻抗。

举个例子，对于一个4Mils的50欧姆传输线（εr为4.3）来说，一个直角带来的电容量大概为0.0101pF，进而可以估算由此引起的上升时间变化量：T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps通过计算可以看出，直角走线带来的电容效应是极其微小的。

由于直角走线的线宽增加，该处的阻抗将减小，于是会产生一定的信号反射现象，我们可以根据传输线章节中提到的阻抗计算公式来算出线宽增加后的等效阻抗，然后根据经验公式计算反射系数：ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0)，一般直角走线导致的阻抗变化在7%-20%之间，因而反射系数最大为0.1左右。

而且，从下图可以看到，在W/2线长的时间内传输线阻抗变化到最小，再经过W/2时间又恢复到正常的阻抗，整个发生阻抗变化的时间极短，往往在10ps之内，这样快而且微小的变化对一般的信号传输来说几乎是可以忽略的。

对LVDS高速信号PCB布线的要求

对LVDS高速信号PCB布线的要求对LVDS高速信号PCB布线的要求： 1收发器应尽量靠近接插件减小单板上的高速信号走线长度。

2差分线的几何尺寸由差分阻抗决定。

LVDS内置100欧姆匹配差分线阻抗控制在100欧姆左右单线阻抗在50欧姆左右。

3尽量减小差分线之间的间距以利于提高共模抑制比。

4平面布线时差分线对之间最好用地线隔离如无地线差分线对之间距离应大于差分线之间的间距的2倍以上。

5TTL/CMOS信号线应远离LVDS信号线距离至少为差分线之间距离的3倍。

6LVDS差分信号线要严格等长。

7避免走线跨越地线和电源层。

8避免90度转折。

9尽量减少过孔数目。

10保持走线阻抗的连续性相邻层面的布线应垂直交叉。

11LVDS器件的每一个电源引脚都应严格去藕。

考虑各板的实际情况来决定布线策略。

高速收发器靠近接插件是走线尽量短可以减小高速信号在传输线上的衰减。

走线越细、越长衰减越大所以高速LVDS走线宽度在8mil以上。

差分线间距可以取8mil差分线对之间可以加地线地线上要隔一段距离打一些地过孔。

如果单板走线困难在高速走线较短的情况下可以使差分线对之间距离在16mil以上以减小走线串扰。

收、发走线要分开因为后向串扰比前向串扰要大。

Veribest 的测量工具较弱高速线走圆弧角较难控制差分线等长可以钝角走线。

其他信号要远离LVDS信号线最好30mil以上。

高速线要走在信号最好的走线层即相临地层与其他走线层有平面层隔开。

投板时要注明需要阻抗控制的走线层具体的阻抗控制计算有软件工具了解厂家的材料、结构规格后计算并和厂家协商。

九条高速PCB信号走线规则

九条高速PCB信号走线规则高速PCB设计是现代电子产品中非常重要的一环，它直接关系到整个电子产品的性能和可靠性。

九条高速PCB信号走线规则是国际上广泛采用的一种高速PCB设计指导原则。

以下将详细介绍九条高速PCB信号走线规则。

1.严格遵循走线规则：在进行高速PCB设计时，必须遵循一定的信号走线规则。

这些规则包括信号的最小走线宽度、最小间距、最小焊盘孔径等。

同时，还要注意信号走线的长度和路径，以确保信号传输的完整性。

2.差分信号走线：差分信号是一种特殊的信号传输方式，可以大大提高信号的抗干扰能力。

在高速PCB设计中，应该使用差分信号走线来传输高频信号。

差分信号的走线规则包括信号的差分对间距、对距离和走线长度等。

3.走线层次：在高速PCB设计中，应尽量采用多层PCB板。

多层PCB 板可以提供更好的信号屏蔽和隔离效果，减小信号互相干扰的可能性。

同时，多层PCB板还可以提供更多的信号层供走线，使得信号走线更加灵活方便。

4.电源和地线走线：电源和地线是高速PCB设计中非常重要的两类信号。

在进行电源和地线走线时，应该尽量减小其阻抗，提高其电流承载能力。

电源和地线应该尽量靠近各个元件，以减小信号传输的长度和路径，提高信号的稳定性和可靠性。

5.时钟信号走线：时钟信号是高速PCB设计中的关键信号，它直接影响整个系统的工作稳定性和准确性。

时钟信号走线应该尽量短，走线路径上不要有分支和环形结构。

另外，时钟信号的走线应该避免与其他信号走线交叉，以降低信号互相干扰的可能性。

6.阻抗控制：在高速PCB设计中，阻抗是一个非常重要的参数。

信号走线的阻抗应该能够适应信号的频率和传输速率，并且保持稳定不变。

为了控制阻抗，可以通过调整信号走线的宽度、间距和PCB板的材料来实现。

7.信号层次分离：在高速PCB设计中，不同频率的信号应该尽量分离在不同的信号层上。

这样可以降低信号之间的相互干扰，提高整个系统的性能。

同时，还可以采用不同的信号层去传输不同频率的信号，以提高整个系统的布局效果。

PCB设计中的差分信号布线技巧

PCB设计中的差分信号布线技巧在PCB设计中，差分信号布线是非常重要的一步，尤其是对于高速信号传输的电路而言。

差分信号传输可以减少串扰和噪音，提高信号的稳定性和抗干扰能力。

因此，合理布线差分信号对于整个电路的性能起到至关重要的作用。

在实际的PCB设计过程中，有一些技巧可以帮助工程师更好地进行差分信号布线。

首先，差分信号的布线应尽量保持对称。

差分信号通常由一个正向信号和一个反向信号组成，它们需要在PCB上同时传输。

因此，在布线过程中，要尽量保持这两条信号的路线对称，减少它们之间的不匹配，防止出现相位失调。

这样可以确保差分信号传输的稳定性和可靠性。

其次，控制差分信号的长度匹配。

在高速传输中，由于信号是以电磁波形式传播的，信号线的长度差异会导致信号到达终点的时间不同，从而造成相位失调和信号失真。

因此，布线差分信号时，要尽量保持两条信号线的长度相同，可以通过采用匹配的布线方式或者使用长度调整器件来实现长度匹配。

此外，差分信号的布线需要避免与其他信号线交叉。

信号线之间的交叉会导致串扰和干扰，影响信号的传输质量。

尤其是差分信号不应与高速数字信号或电源线交叉，这样容易导致信号失真。

因此，在布线时要尽量避免差分信号与其他信号线的交叉，可以采用分层布线或增加地线层等方法来减少信号之间的干扰。

另外，要注意差分信号的引脚布局。

正确的引脚布局可以减少差分信号的串扰和干扰，提高信号的传输质量。

在PCB设计中，通常推荐将差分信号的引脚布置在一起，并尽量减少信号线的弯曲。

这样可以有效地减少信号的传输路径，提高信号的传输速度和稳定性。

最后，对于高速差分信号的设计，在布线时还需要考虑信号线的阻抗匹配。

信号线的阻抗匹配是为了减少信号的反射和波纹，提高信号传输的质量。

其中，差分信号需要保持一致的阻抗，可以通过控制信号线的宽度和间距来实现阻抗匹配。

综上所述，差分信号布线是PCB设计中的关键环节之一。

通过合理布线差分信号，可以提高电路的性能和稳定性。