PCIE的阻抗控制，到底是選擇85還是100歐姆好？
發(fā)布時(shí)間：2023-12-22 13:46
高速先生成員--周偉
我們經(jīng)常遇到很多系統(tǒng)通過(guò)高速連接器相連，信號(hào)按照Pcie3或者Pcie4的協(xié)議來(lái)走線，往往很多連接器的阻抗通常是100ohm的標(biāo)準(zhǔn)，而Pcie3或者Pcie4按照協(xié)議或者芯片要求卻是85ohm的標(biāo)準(zhǔn)，那么這個(gè)時(shí)候我們的線路阻抗到底是按照85還是100歐姆會(huì)比較好呢？
如下是關(guān)于線路阻抗的一些芯片要求或者協(xié)議要求。
總結(jié)起來(lái)就是Pcie3.0以下是100ohm，Pcie3或者以上就是85ohm的標(biāo)準(zhǔn)，速率越高，阻抗的公差要求就越嚴(yán)格。
現(xiàn)在我們的一個(gè)客戶就遇到了一個(gè)上面的實(shí)際問(wèn)題?？蛻舻南到y(tǒng)是由CPU板和FPGA板組成，其中CPU板上面有4個(gè)高速連接器分別與FPGA板上的一個(gè)連接器對(duì)接，中間的信號(hào)使用Pcie3.0協(xié)議，后面可能會(huì)升級(jí)支持到Pcie4.0協(xié)議，而中間的連接器是常規(guī)背板連接器，如下圖所示：
然后客戶反饋的問(wèn)題如下：
同時(shí)測(cè)試的眼圖也比較差，眼睛幾乎快睜不開(kāi)了，一副沒(méi)睡醒的樣子。
對(duì)應(yīng)CPU板的位置如下圖所示：
同一個(gè)板子，其中有兩個(gè)連接器對(duì)接的容易出問(wèn)題，另外兩個(gè)沒(méi)發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題，出現(xiàn)這種情況，我們的處理措施是先看看PCB設(shè)計(jì)，然后根據(jù)設(shè)計(jì)情況再看下一步的安排。
打開(kāi)PCB設(shè)計(jì)文件，查看Card3連接器上TX0和Card4連接器上RX1的走線，分別如下所示：
Card3連接器上TX0在底層，連接器處也做了反盤挖空處理，BGA處沒(méi)有優(yōu)化，和其他的信號(hào)一起走過(guò)去的，優(yōu)化方式也是差不多，沒(méi)有理由單獨(dú)這根信號(hào)比較差；
Card4連接器上RX1在Art12層，除BGA處沒(méi)有優(yōu)化外其它也都有相應(yīng)的優(yōu)化，只是這根信號(hào)是在一組走線的邊沿。從設(shè)計(jì)來(lái)看也沒(méi)有太多問(wèn)題，比較常規(guī)。
從設(shè)計(jì)來(lái)看確實(shí)看不出明顯的問(wèn)題，事出反常必有妖，了解我們高速先生套路的童鞋們肯定知道我們下一步的操作，那就是是騾子是馬，拉出來(lái)溜溜—實(shí)物板測(cè)試一下阻抗，看看阻抗到底有什么區(qū)別。
Card3接底板的系統(tǒng)阻抗
從Card3的系統(tǒng)阻抗來(lái)看，首先問(wèn)題最大的連接器阻抗偏高，最高到了107ohm，其次出問(wèn)題的TX0信號(hào)在Card3上的阻抗最低，在83ohm左右，而底板的阻抗在90~91ohm左右，此時(shí)從反射角度來(lái)看，TX0線路上的阻抗和連接器的阻抗偏差最大；
Card4接底板的系統(tǒng)阻抗
從Card4的系統(tǒng)阻抗來(lái)看，問(wèn)題最大的仍然是連接器阻抗比較高，最高到了107ohm左右，最高阻抗正好是出問(wèn)題的RX1信號(hào)，Card4整體的阻抗都在88ohm左右，而底板的阻抗在94ohm左右，此時(shí)從反射角度來(lái)看，RX1線路上的阻抗和連接器的阻抗偏差最大；
從兩塊板子系統(tǒng)阻抗的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，都有幾個(gè)共性的特點(diǎn)：首先連接器阻抗偏高，其次底板阻抗控制在92~94ohm左右，而子卡不管是Card3還是Card4，阻抗應(yīng)該是按照85ohm的阻抗要求來(lái)管控的，整體阻抗都在90ohm以下，另外出問(wèn)題較多的兩根信號(hào)在系統(tǒng)上最低和最高阻抗的偏差最大，也就是反射最大。
看到這里，我們的問(wèn)題來(lái)了：
從解決問(wèn)題的角度出發(fā)，Card3和Card4連接器所在的子板怎么設(shè)計(jì)可能可以解決目前的問(wèn)題？歡迎大家暢所欲言。
