8Gbps及以上高速信号PCB布线，要注意哪些事？
如表1-1所示，rk3588芯片以下接口的信号能工作在8gbps及以上速率，由于速率很高，pcb布线设计要求会更严格，在“pcblayout 通用布线规范”的基础上，还需要根据本章节的要求来进行pcb布线设计。
表1-1 rk3588 8gbps及以上差分信号
高速信号布线时尽量少打孔换层，换层优先选择两边是gnd的层面处理。尽量收发信号布线在不同层，如果空间有限，需收发信号走线同层时，应加大收发信号之间的布线距离。
针对以上高速信号还有如下方面的要求：
一、bga 焊盘区域挖参考层
如果表1-1接口的工作速率≥ 8gbps，建议在rk3588 bga区域，挖掉这些信号正下方的l2层参考层以减小焊盘的电容效应。挖空尺寸r=10mil。
如果表1-1接口的工作速率低于8gbps，例如dp接口只工作在1.4gbps，那么不用挖bga区域的参考层，如图1-1所示。
图 1-1 pad参考层挖空示意图
二、避免玻纤编织效应
pcb基板是由玻璃纤维和环氧树脂填充压合而成。玻璃纤维的介电常数大约是6，树脂的介电常数一般不到3。在路径长度和信号速度方面发生的问题，主要是由于树脂中的玻璃纤维增强编织方式引起的。较为普通的玻璃纤维编织中的玻璃纤维束是紧密绞合在一起的，因此束与束之间留出的大量空隙需要用树脂填充，pcb中的平均导线宽度要小于玻璃纤维的间隔，因此一个差分对中的一条线可能有更多的部分在玻璃纤维上、更少的部分在树脂上，另一条线则相反(树脂上的部分比玻璃纤维上的多)。这样会导致d+和d-走线的特性阻抗不同，两条走线的时延也会不同，导致差分对内的时延差进而影响眼图的质量。
图1-2 差分线在玻璃纤维上的分部情况
当表1-1接口的信号速率达到8gbps且走线长度超过1.5inch，需谨慎处理好玻纤编织效应。建议采用以下方式之一来避免玻纤编织效应带来的影响。
方式一：改变走线角度，如按 10°~ 35°；或pcb生产加工时，将板材旋转10°以保证所有走线都不与玻纤平行，如图1-3所示；
方式二：使用如图1-4走线(zigzag)，下图中的w至少要大于3倍的玻纤编织间距。推荐值 w=60mil，θ=10°，l=340mil：
图1-3 差分走线与玻纤不平行
图1-4 差分走线布线建议
三、差分过孔建议
1、高速信号尽量少打孔换层，换层时需在信号孔旁边添加gnd过孔。地过孔数量对差分信号的信号完整性影响是不同的。无地过孔、单地过孔以及双地过孔可依次提高差分信号的信号完整性。
2、选择合理的过孔尺寸。对于多层一般密度的pcb设计来说，选用0.25mm/0.51mm/0.91mm（钻孔/焊盘/power隔离区）的过孔较好;对于一些高密度的pcb也可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm 的过孔，也可以尝试盲埋孔设计;
3、过孔中心距的变化对差分信号的信号完整性影响是不同的。对于差分信号，过孔中心距过大或过小均会对信号完整性产生不利影响。
4、如果表1-1接口的工作速率≥8gbps，那么这些接口差分对的过孔尺寸建议根据实际叠层进行仿真优化。
以下给出基于evb一阶hdi叠层的过孔参考尺寸：
r_drill=0.1mm (钻孔半径)
r_pad=0.2mm (过孔焊盘半径)
d1：差分过孔中心间距
d2：表层到底层的反焊盘尺寸
d3：信号过孔与回流地过孔的中心间距
表1-2差分过孔的参考尺寸
图1-5 差分过孔打孔建议
四、耦合电容优化建议
1、耦合电容的放置，按照设计指南要求放置。如果没有设计指南时，若信号是ic到ic，耦合电容靠近接收端放置；若信号是ic到连接器，耦合电容请靠近连接器放置；
2、尽可能选择小的封装尺寸，减小阻抗不连续；
3、如果表 1-1接口的信号工作速率≥8gbps，那么这些接口的差分隔直电容建议按如下方式进行优化。1）根据接口选择挖空一层或者两层地平面，如果挖空电容焊盘正下方l2地参考层，需要隔层参考，即l3 层要为地参考层；
2）如果挖空l2和l3地参考层，那么l4层要为地参考层。挖空尺寸需根据实际叠层通过仿真确定；以下给出基于evb一阶hdi叠层的参考尺寸。
表1-3耦合电容焊盘挖空尺寸参考值
d1：差分耦合电容之间的中心距；l：挖空长度；h：挖空宽度。
4、在耦合电容四周打4个地通孔以将 l2~l4 层的地参考层连接起来，如图1-6所示。
图1-6 耦合电容的挖空与gnd孔的放置
五、esd优化建议
1、esd保护器件的寄生电容必须足够低，以允许高速信号传输而不会降级。
2、esd需放置在被保护的ic之前，但尽量与连接器/触点pcb侧尽量靠近；放置在与信号线串联任何电阻之前；放置在包含保险丝在内的过滤或调节器件之前。
3、如果表1-1的接口的信号工作速率≥8gbps，那么这些接口的差分对esd器件建议按以下方式优化。挖空esd焊盘正下方l2和l3地参考层，l4层作为隔层参考层，需要为地平面。挖空尺寸需结合 esd型号并根据实际叠层通过仿真确定。
以下给出基于基于evb一阶hdi叠层的所用 esd型号为esd73034d 的参考尺寸。
表1-4 esd器件焊盘挖空参考尺寸
4、同时在每个esd四周打 4 个地通孔以将 l2~l4 层的地参考层连接起来，如图1-7所示。
图1-7 esd布线情况示意
六、连接器优化建议
1、在连接器内走线要中心出线。如果高速信号在连接器有一端信号没有与gnd相邻pin时，设计时应在其旁边加gnd孔。
2、如果表1-1接口的信号工作速率≥8gbps，那么这些接口的连接器要能符合相应的标准要求(如hdmi2.1/dp1.4/pci-e3.0协议标准)。推荐使用这些厂商的连接器：molex、amphenol、hrs等等。
3、根据接口选择挖空一层或者两层地平面，如果挖空连接器焊盘正下方的l2地参考层，需隔层参考，即l3层要作为地参考层；如果挖空l2和l3的地参考层，那么l4层需要为地平面，作为隔层参考层。挖空尺寸需结合连接器型号并根据实际叠层通过仿真确定。
4、建议在连接器的每个地焊盘各打2个地通孔，且地孔要尽可能靠近焊盘。
以下给出基于evb一阶hdi叠层的挖空参考尺寸。
表1-5连接器焊盘挖空尺寸参考值
连接器推荐布线方式：
图1-8 dp连接器布线示意
图1-9 type-c连接器布线示意
图1-10 hdmi2.1连接器布线示意
图1-11 pci-e3.0连接器布线示意
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高速信号布线时尽量少打孔换层，换层优先选择两边是gnd的层面处理。尽量收发信号布线在不同层，如果空间有限，需收发信号走线同层时，应加大收发信号之间的布线距离。
针对以上高速信号还有如下方面的要求：
一、bga 焊盘区域挖参考层
如果表1-1接口的工作速率≥ 8gbps，建议在rk3588 bga区域，挖掉这些信号正下方的l2层参考层以减小焊盘的电容效应。挖空尺寸r=10mil。
如果表1-1接口的工作速率低于8gbps，例如dp接口只工作在1.4gbps，那么不用挖bga区域的参考层，如图1-1所示。
图 1-1 pad参考层挖空示意图
二、避免玻纤编织效应
pcb基板是由玻璃纤维和环氧树脂填充压合而成。玻璃纤维的介电常数大约是6，树脂的介电常数一般不到3。在路径长度和信号速度方面发生的问题，主要是由于树脂中的玻璃纤维增强编织方式引起的。较为普通的玻璃纤维编织中的玻璃纤维束是紧密绞合在一起的，因此束与束之间留出的大量空隙需要用树脂填充，pcb中的平均导线宽度要小于玻璃纤维的间隔，因此一个差分对中的一条线可能有更多的部分在玻璃纤维上、更少的部分在树脂上，另一条线则相反(树脂上的部分比玻璃纤维上的多)。这样会导致d+和d-走线的特性阻抗不同，两条走线的时延也会不同，导致差分对内的时延差进而影响眼图的质量。
图1-2 差分线在玻璃纤维上的分部情况
当表1-1接口的信号速率达到8gbps且走线长度超过1.5inch，需谨慎处理好玻纤编织效应。建议采用以下方式之一来避免玻纤编织效应带来的影响。
方式一：改变走线角度，如按 10°~ 35°；或pcb生产加工时，将板材旋转10°以保证所有走线都不与玻纤平行，如图1-3所示；
方式二：使用如图1-4走线(zigzag)，下图中的w至少要大于3倍的玻纤编织间距。推荐值 w=60mil，θ=10°，l=340mil：
图1-3 差分走线与玻纤不平行
图1-4 差分走线布线建议
三、差分过孔建议
1、高速信号尽量少打孔换层，换层时需在信号孔旁边添加gnd过孔。地过孔数量对差分信号的信号完整性影响是不同的。无地过孔、单地过孔以及双地过孔可依次提高差分信号的信号完整性。
2、选择合理的过孔尺寸。对于多层一般密度的pcb设计来说，选用0.25mm/0.51mm/0.91mm（钻孔/焊盘/power隔离区）的过孔较好;对于一些高密度的pcb也可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm 的过孔，也可以尝试盲埋孔设计;
3、过孔中心距的变化对差分信号的信号完整性影响是不同的。对于差分信号，过孔中心距过大或过小均会对信号完整性产生不利影响。
4、如果表1-1接口的工作速率≥8gbps，那么这些接口差分对的过孔尺寸建议根据实际叠层进行仿真优化。
以下给出基于evb一阶hdi叠层的过孔参考尺寸：
r_drill=0.1mm (钻孔半径)
r_pad=0.2mm (过孔焊盘半径)
d1：差分过孔中心间距
d2：表层到底层的反焊盘尺寸
d3：信号过孔与回流地过孔的中心间距
表1-2差分过孔的参考尺寸
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2）如果挖空l2和l3地参考层，那么l4层要为地参考层。挖空尺寸需根据实际叠层通过仿真确定；以下给出基于evb一阶hdi叠层的参考尺寸。
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d1：差分耦合电容之间的中心距；l：挖空长度；h：挖空宽度。
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图1-6 耦合电容的挖空与gnd孔的放置
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4、建议在连接器的每个地焊盘各打2个地通孔，且地孔要尽可能靠近焊盘。
以下给出基于evb一阶hdi叠层的挖空参考尺寸。
表1-5连接器焊盘挖空尺寸参考值
连接器推荐布线方式：
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