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高速先生成員-- 黃剛 這到底是在描述一種什么樣的設(shè)計(jì)場景呢？其實(shí)是我們?cè)诟咚僭O(shè)計(jì)中一個(gè)很典型的case。一般來說，芯片到芯片的高速鏈路中間都會(huì)有AC耦合電容，作用說了500多次了，這里就不重復(fù)了哈。由于AC耦合電容一般會(huì)放在靠近接收端，剛好在這個(gè)區(qū)域會(huì)和另外一個(gè)方向來的高速信號(hào)進(jìn)行匯集，所以我們經(jīng)常會(huì)看到下面這樣的電容和高速走線交匯的設(shè)計(jì)。 
今天要分析的就是它！AC耦合電容在表層，然后高速走線在L3層，中間L2層是地平面的這種情況。那就回到了題目和摘要說的問題了，根據(jù)電磁場理論，電容在表層，走線在L3層，如果中間的L2層是個(gè)完整的參考平面的話，表層的電容及走線和L3層的走線之間是不存在串?dāng)_的，因?yàn)殡姶艌鰶]有交集。 
但是凡事都不能往理想的情況去想。理論肯定是對(duì)的嘛，關(guān)鍵重點(diǎn)是要L2層是個(gè)“完整”的參考平面，什么是完整呢？就像上面那個(gè)電容的3D模型圖，L2層的平面就是完整了啊，所以電容和走線就是沒串?dāng)_��！但是串?dāng)_是沒了，只不過讓電容鏈路的信號(hào)質(zhì)量承擔(dān)了所有。 
我們知道，電容結(jié)構(gòu)本身的焊盤比較寬，那么阻抗如果參考L2層那么近的話，阻抗肯定是低的，就像上面這個(gè)模型一樣，如果只參考L2層地平面的話，阻抗只有60歐姆左右。對(duì)，你沒聽錯(cuò)，100歐姆的差分，電容位置的阻抗只有60歐姆！ 
那當(dāng)然不行啊！這樣反射很大，信號(hào)質(zhì)量估計(jì)差到?jīng)]邊啦！所以我們針對(duì)電容結(jié)構(gòu)去優(yōu)化的最佳方案就是挖空電容下面的參考層，例如通過仿真給出以下的一個(gè)反焊盤挖空方案，這樣的話，電容結(jié)構(gòu)的阻抗就能做到90歐姆以上了！ 
完美！電容結(jié)構(gòu)本身的信號(hào)質(zhì)量優(yōu)化得杠杠的了！但是問題不就來了嘛，L2層由于挖空了地平面，變成了不完整的平面了，這樣的話表層的電容和L3層的走線就不是之前的沒串?dāng)_的狀態(tài)了哦。從下圖可以發(fā)現(xiàn)，表層的電容和L3層的走線就會(huì)通過L2層的這個(gè)挖空的區(qū)域產(chǎn)生電磁場的交集，也就是會(huì)有串?dāng)_產(chǎn)生了！ 
但是，在設(shè)計(jì)中，這是個(gè)電容放置的密集區(qū)域，可能會(huì)有幾十對(duì)高速鏈路，也就是并排放著幾十對(duì)電容，L3層的高速線能挪開的空間肯定也不大。那我們前期去評(píng)估這種挖空case下電容和高速走線間的串?dāng)_量級(jí)就非常的有意義了，可以指導(dǎo)我們走線到底拉開多少距離能滿足串?dāng)_的要求。 以下動(dòng)圖是走線在垂直方向上從近到遠(yuǎn)拉開距離的設(shè)計(jì)過程： 
那我們同步也去掃描仿真的結(jié)果，從0mil（也就是貼著反焊盤邊緣）到拉開10mil垂直距離，串?dāng)_的變化如下所示： 
可以看到，要是走線貼著反焊盤邊緣時(shí)，對(duì)于25Gbps的高速信號(hào)，串?dāng)_只有33dB，比較不理想。然后每拉開多2mil，串?dāng)_大概能改善5dB，是一個(gè)很不錯(cuò)改善幅度。 
這里其實(shí)有2個(gè)問題是值得關(guān)注的，從信號(hào)質(zhì)量的角度看，肯定就是拉開的距離越遠(yuǎn)，串?dāng)_的改善越明顯，但是到底有沒有那么多垂直空間給你拉開，這個(gè)要根據(jù)這個(gè)項(xiàng)目的空間密度來權(quán)衡了。另外一個(gè)方面，可能大家不一定想到，那就是加工層偏的影響。一般的板廠加工的層偏誤差都會(huì)有4mil以上，尤其是高多層的情況下，這個(gè)值會(huì)更大。結(jié)合到我們今天講的這個(gè)case，有可能你在設(shè)計(jì)中是拉開了4mil的距離，但是加工層偏又會(huì)導(dǎo)致你回到0mil的串?dāng)_狀態(tài)。更極限的是，如果本身設(shè)計(jì)就是貼著反焊盤，也就是0mil的設(shè)計(jì)，那加工出來可能變成了-4mil，也就是走線之間到了反焊盤區(qū)域里面了，這樣串?dāng)_就更恐怖了。So。。。我們千萬不要忽視加工誤差的影響，選擇一個(gè)好的板廠，能給大家承諾最小的層偏誤差，這樣也能給大家的設(shè)計(jì)留出更多的裕量的哦！ 
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