高速信號線布線結構的製作方法
2023-05-18 12:51:26
專利名稱：高速信號線布線結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高速信號線布線結構，特別涉及一種可明顯改善信號傳輸品質的布線結構。
背景技術：
隨著系統設計複雜性和集成度的大規模提高，電子系統設計師們正在從事100MHZ以上的電路設計，總線的工作頻率也已經達到或者超過50MHZ，有的甚至超過100MHZ。目前約50％的設計的時鐘頻率超過50MHz，將近20％的設計主頻超過120MHz。
當系統工作在50MHz時，將產生傳輸線效應和信號的完整性問題；而當系統時鐘達到120MHz時，除非使用高速電路設計知識，否則基於傳統方法設計的PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板)將無法工作。因此，高速電路設計技術已經成為電子系統設計師必須採取的設計手段。只有通過使用高速電路設計技術，才能實現設計過程的可控性。通常認為如果數字邏輯電路的頻率達到或者超過45MHZ～50MHZ，而且工作在這個頻率之上的電路已經佔到了整個電子系統一定的份量(比如說1/3)，就稱為高速電路。
現有技術在PCB布線時常會布上測點或者焊點，其結構如圖1所示，包括一驅動端10、一不連續結構12、一位於驅動端10與不連續結構12之間的走線11及一接收端13，所述不連續結構12包括焊點或測點，所述測點是信號測量時探針接觸到的金屬墊，所述焊點是焊接SMT(Surface MountedTechnology，表面封裝技術)元件用的金屬墊，由於所述測點或焊點的阻抗與所述走線11的阻抗不匹配，信號傳輸時就會發生多重反射及信號衰減，影響信號品質，而評估高速信號品質好壞的一個重要標準是高速信號眼圖品質的好壞，眼圖是一系列數位訊號在示波器上累積而顯示的圖形，它能夠反映數位訊號的質量，比如數位訊號是否符合信號協議的要求，眼圖的張開程度可以反映對噪聲和抖動的容許誤差等，通過它能看出碼間幹擾的程度，眼圖張得大，表明失真小；反之失真大。如圖2所示，由於所述不連續結構12的存在，在所述接收端13用示波器量測的高速信號眼圖出現回振現象，即眼圖上部的凹部14，此回振現象造成眼圖品質下降，有時會導致眼圖無法通過規範要求，亦即信號品質不符合規範要求。
發明內容鑑於上述內容，有必要提供一種高速信號線布線結構，可在走線中出現不連續結構時改善信號傳輸品質。
一種高速信號線布線結構，包括一驅動端、一不連續結構及一位於所述驅動端與所述不連續結構之間的走線，所述驅動端驅動一數位訊號經由所述走線傳送到所述不連續結構，所述走線的長度使得所述數位訊號從所述驅動端傳送到所述不連續結構所需時間大於傳輸所述數位訊號的一個比特所需時間的一半。
相較現有技術，所述高速信號線布線結構的走線長度在滿足所述數位訊號從所述驅動端傳送到所述不連續結構所需時間大於傳輸所述數位訊號的一個比特所需時間的一半時使信號在到達所述不連續結構時多行走一段時間，使眼圖回振的幅度減小，明顯改善了眼圖的品質，亦即提高了信號傳輸品質。
下面參照附圖結合具體實施方式
對本發明作進一步的描述。
圖1為現有技術高速信號線布線結構的布線圖。
圖2為現有技術高速信號線布線結構的眼圖效果圖。
圖3為本發明高速信號線布線結構較佳實施方式的布線圖。
圖4為本發明高速信號線布線結構另一較佳實施方式的布線圖。
圖5為本發明高速信號線布線結構另一較佳實施方式的布線圖。
圖6為本發明高速信號線布線結構較佳實施方式的眼圖效果圖。
具體實施方式請參照圖3，本發明高速信號線布線結構包括一驅動端20、一不連續結構22、一位於所述驅動端20與不連續結構22之間的走線21及一接收端23，所述驅動端20驅動一數位訊號經由所述走線21傳送到所述不連續結構22，所述不連續結構22包括焊點或測點。所述數位訊號從所述驅動端20出發經過所述走線21到達所述不連續結構22，由於阻抗不匹配，所述數位訊號在此發生反射並傳送回所述驅動端20，再由所述驅動端20回傳到所述不連續結構22，接著傳送入所述接收端23。假設所述數位訊號從所述驅動端20傳送到所述不連續結構22所需時間為T，則所述數位訊號從所述驅動端20出發然後回傳到所述驅動端20時所需時間為2T，此時由於回傳的信號與發射信號疊加，產生回振現象，在圖6所示眼圖上即表現為所述凹部24。
由上述內容可知，由於不連續結構22所造成的回振現象會在所述數位訊號開始傳輸後的特定時間即2T時出現，假設所述數位訊號傳輸一個比特所需時間為bit-width，若反射回的信號在傳輸一個比特的時間內到達所述驅動端10(即2T＜bit-width)，且反射信號的幅度很強，則反射信號與傳輸信號疊加後有可能會改變傳輸信號的邏輯狀態。因為走線越長，信號在走線上傳輸所需時間越長，故本發明高速信號線布線結構較佳實施方式設計一布線的時間規範為2T＞bit-width (1)亦即T＞(1/2)bit-width (2)即延長所述驅動端20至所述不連續結構22之間走線21的長度(如圖3所示，與現有技術相比增加一段彎曲的走線)，使所述數位訊號從所述驅動端20傳送到所述不連續結構22所需時間T大於傳輸所述數位訊號的一個比特所需時間的一半，由此反射信號從所述不連續結構22返回到所述驅動端20的時間將延遲，反射信號因為所述走線21的延長而多行走一段時間而使反射信號在所述走線21傳輸一個比特過後(即先前傳輸的比特狀態改變後)到達所述驅動端20，從而不會影響到先前傳輸的比特的狀態，同時因為反射信號的幅度會因此衰減，反射信號與傳輸信號疊加後回振下凹的情形在眼圖上就會有明顯改善，對信號的邏輯狀態及傳輸的影響也將減小。
請參考圖4，本發明高速信號線布線結構另一較佳實施方式走線21』的形狀如圖所示，所述走線21』的長度亦滿足公式(2)。
請參考圖5，本發明高速信號線布線結構另一較佳實施方式走線21」的形狀如圖所示，所述走線21」的長度亦滿足公式(2)。
請參考圖6，結合本發明高速信號線布線結構較佳實施方式，在滿足公式(2)後量測眼圖效果，可見眼圖的凹部24與圖2所示眼圖凹部14相比有明顯改善，即提高了信號傳輸品質。
權利要求
1.一種高速信號線布線結構，包括一驅動端、一不連續結構及一位於所述驅動端與所述不連續結構之間的走線，所述驅動端驅動一數位訊號經由所述走線傳送到所述不連續結構，其特徵在於所述走線的長度使得所述數位訊號從所述驅動端傳送到所述不連續結構所需時間大於傳輸所述數位訊號的一個比特所需時間的一半。
2.如權利要求1所述的高速信號線布線結構，其特徵在於所述不連續結構為焊點。
3.如權利要求1或2所述的高速信號線布線結構，其特徵在於所述不連續結構為測點。
全文摘要
本發明提供一種高速信號線布線結構，包括一驅動端、一不連續結構及一位於所述驅動端與所述不連續結構之間的走線，所述驅動端驅動一數位訊號經由所述走線傳送到所述不連續結構，所述走線的長度使得所述數位訊號從所述驅動端傳送到所述不連續結構所需時間大於傳輸所述數位訊號的一個比特所需時間的一半。所述高速信號線布線結構使信號在到達所述不連續結構時多行走一段時間，使眼圖的回振幅度減小，可明顯改善信號的傳輸品質。
文檔編號H05K1/02GK1956621SQ20051010077
公開日2007年5月2日 申請日期2005年10月26日 優先權日2005年10月26日
發明者劉建宏, 許壽國, 白育彰 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司