由于所有芯片都出現(xiàn)在PCI或PCIe卡上，因此布局和布線這些電路板似乎非常復(fù)雜。但是，PCIe的標(biāo)準(zhǔn)化體系結(jié)構(gòu)為設(shè)計(jì)人員提供了相當(dāng)大的靈活性。
一個(gè)有點(diǎn)復(fù)雜的問題是這些卡上組件的PCIe BGA扇出。實(shí)施扇出和逃逸路由策略的技巧是確保您符合PCIe布局和路由規(guī)范?？紤]到這一點(diǎn)，讓我們深入研究扇出和轉(zhuǎn)義路由的一些技巧。
PCIe BGA扇出
與大多數(shù)帶有BGA的組件一樣，沒有關(guān)于BGA扇出的黃金法則，正確的選擇取決于BGA中球之間的間距。組件制造商可能會(huì)針對(duì)特定組件推薦不同的扇出策略，因此，最好在實(shí)施扇出策略之前檢查其數(shù)據(jù)表。
實(shí)際的逃生路由策略將部分取決于層堆棧。PCIe設(shè)備主要構(gòu)建在4層電路板上，盡管6層線路板也是常見的選擇。無論層數(shù)如何，卡的總厚度都限制為1.57 mm。對(duì)于四層線路板，由于有兩個(gè)內(nèi)部銅層，因此布線空間將限制為兩層。
使用間距非常粗的BGA，您可能可以直接將其引出封裝，而無需在信號(hào)線上放置過孔。PCIe路由準(zhǔn)則甚至在BGA下也指定了對(duì)稱路由。當(dāng)您在相鄰球之間的包裝下方布線時(shí)，可能需要在信號(hào)線上放置一個(gè)彎頭以進(jìn)行所需的連接。嘗試盡可能接近地鏡像差分對(duì)上兩條走線的任何彎曲。最好在焊盤之間布線差分對(duì)，而不要在一對(duì)走線之間放置焊盤。
狗骨頭扇出策略適合于粗間距到中等間距的BGA，但訣竅是使走線保持在封裝下方?？紤]到板厚度的限制，這可能很困難，因?yàn)檫@限制了可用的層數(shù)。實(shí)際上，與典型的狗骨頭扇出策略相比，在球之間路由差分對(duì)的要求實(shí)際上使得更容易直接在頂部信號(hào)層(即，無過孔)上到達(dá)BGA中的前兩行。然后，在內(nèi)部的行上，可以使用帶有通孔的狗骨頭扇出結(jié)構(gòu)到達(dá)另一個(gè)信號(hào)層。穿過銅層布線時(shí)，請(qǐng)確保包括合適的防墊直徑。
對(duì)于極高間距的BGA，其引腳數(shù)非常高，您可能別無選擇，只能通過HDI路由選擇更高的層數(shù)。由于所需連接的剪切數(shù)，精細(xì)的BGA間距可能不支持典型的扇出策略。您將要使用VIPPO通孔來訪問電路板的內(nèi)層，因?yàn)閂IPPO中的鍍層可以防止焊料芯吸到電路板的背面。
BGA的典型狗骨頭扇出
轉(zhuǎn)義后路由
一旦您的跡線從BGA中逸出，接下來會(huì)發(fā)生什么情況取決于要安裝在BGA上的設(shè)備。盡管正式的PCIe布局和路由規(guī)范定義了允許的最大走線長(zhǎng)度，差分阻抗值和互連上可能出現(xiàn)的最大通孔數(shù)量，但您的組件可能會(huì)具有不同的要求。BGA外部的路由規(guī)范更多地取決于所使用的組件和信令標(biāo)準(zhǔn)，而不僅僅是查看PCIe標(biāo)準(zhǔn)中的最大允許量。
由于組件本身的敏感公差，使用不同組件產(chǎn)生的這些變化的最小，典型和最大布線要求。這些要求往往比正式PCIe標(biāo)準(zhǔn)中提供的限額更為嚴(yán)格，無論其年代如何。因此，在開始設(shè)計(jì)布局和布線之前，應(yīng)始終檢查組件的數(shù)據(jù)表。
要使阻抗差分跡線保持一致并在所需的公差范圍內(nèi)，可以采用具有受控阻抗設(shè)計(jì)和布線功能的PCB設(shè)計(jì)軟件。這允許自動(dòng)路由或交互式路由功能在您路由時(shí)自動(dòng)設(shè)置跡線間距和幾何形狀。確保遵守差分對(duì)之間的間距的“ 5W”規(guī)則，并鏡像相鄰走線中一條走線的任何偏差，以確保對(duì)稱性。另外，請(qǐng)確保根據(jù)所選的信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)定義長(zhǎng)度不匹配的公差。
當(dāng)今的設(shè)備速度要求設(shè)計(jì)人員定義具有一致特征阻抗的差分走線幾何形狀，作為符合PCIe標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)規(guī)則。與規(guī)則驅(qū)動(dòng)的PCB設(shè)計(jì)軟件一起使用可極大地簡(jiǎn)化布局和布線，從而使根據(jù)PCIe規(guī)范設(shè)計(jì)電路板變得更加容易。