解决信号完整性问题的100条通用设计原则（干货）

具有40年研究经验的国际大师Eric Bogatin给出的：100条使信号完整性问题最小化的通用设计原则

No.1 网络信号质量问题最小化

策略---保持信号在整个路径中感受到的瞬态阻抗不变。

设计原则：

1. 使用可控之阻抗布线。

2. 理想情况下，所有的信号应使用低电平平面作为参考平面。

3. 若使用不同的电压平面作为信号的参考平面，则这些平面之间必须是紧耦合。为此，用最薄的介质材料将不同的电压平面隔开，幷使用多个传感量小的去耦合电容。

4. 使用2D场求解工具计算给定特性阻抗的叠层设计规则，其中包括阻焊层和布线厚度的影响。

5. 在点到点的拓扑结构中，无论单向还是双向，都要使用串联端接策略。

6. 在多点总线中要端接总线上的所有节点。

7. 保持桩线的时延小于最快信号的上升时间的20%。

8. 终端电阻应尽可能接近封装焊盘。

9. 如果10pF电容的影响不要紧，就不用担心拐点的影响。

10. 每个信号都必须有返回路径，它位于信号路径的下方，其宽度至少是信号线宽的三倍。

11. 即使信号路径布线绕道进行，也不要跨越返回路径上的突变处。

12. 避免在信号路径中使用电气性能变化的布线。

13. 保持非均匀区域尽量短。

14. 在上升时间小于1 ns的系统中，不要使用轴向引脚电阻，应使用SMT电阻幷使其回路电感最少。

15. 当上升时间小于150 ps时，尽量减小终端SMT电阻的回路电感，或者采用集成电阻以及嵌入式电阻。

16. 过孔通常呈现容性，减少捕获焊盘和增加反焊盘出砂孔的直径可以减少过孔的影响。

17. 可以考虑给低成本线接头的焊盘添加一个小电容来补偿它的高电感。

18. 在布线时，使所有差分对的差分阻抗为一常量。

19. 在差分对中尽量避免不对称性，所有布线都应该如此。

20. 如果差分对中的线距发生改变，也应该调整线宽来保持差分阻抗不变。

21. 如果在差分对的一根线上添加一根时延线，则应添加到布线的起始端附近，幷且要将这一区域内的线条间进行去耦合。

22. 只要能保持差分阻抗不变，我们可以改变差分对的耦合状态。

23. 一般来说，在实际中应尽量使差分对紧耦合。

24. 在决定到底采用边缘耦合差分还是侧向耦合差分对时，应考虑布线的密度 电路板的厚度等制约条件，以及销售厂家对叠层厚度的控制能力。如果做得比较好，他们是等效的。

25. 对于所有板级差分对，平面上存在很大的返回电流，所以要尽量避免返回路径中的所有突变。如果有突变，对差分对中的每条线要做同样的处理。

26. 如果接收器的共模抑制比很低，就要考虑端接共模信号。端接共模信号幷不能消除共模信号，只是减少振铃。

27. 如果损耗很重要，应尽量用宽的信号线，不要使用小于5mil的布线。

28. 如果损耗很重要，应使布线尽量短。

29. 如果损耗很重要，尽量做到使容性突变最小化。

30. 如果损耗很重要，实际信号过孔使其具有50 ohm的阻抗，这样做意味着可以尽可能减少桶壁尺寸 减小捕获焊盘尺寸 增加反焊盘出砂孔德尺寸。

31. 如果损耗很重要，尽可能使用低损耗因子的叠层。

32. 如果损耗很重要，考虑采用预加重合均衡化措施。

No.2串扰最小化

策略---减少信号路径和返回路径间的互容和互感。

设计原则：

33. 对于微带线或带状线来说，保持相邻信号路径的间距至少为线宽的2倍。

34. 使返回路径中的信号可能经过的突变最小化。

35. 如果在返回路径中必须跨越间隙，则只能使用差分对。决不能用离得很近的单端信号布线跨越间隙。

36. 对于表面线条来说，使耦合长度尽可能短，幷使用厚的阻焊层来减少远程串扰。

37. 若远程串扰很严重，在表面线条上添加一层厚的叠层，使其成为嵌入式微带线。

38. 对于远程串扰很严重的耦合长度很长的传输线，采用带状线布线。

39. 若不能使耦合长度短于饱和长度，则不用考虑减少耦合长度，因为减少耦合长度对于近端串扰没有任何改善。

40. 尽可能使用介电常数最低的叠层介质材料，这样做可以在给定特性阻抗的情况下，使得信号路径与返回路径间的介质厚度保持最小。

41. 在紧耦合微带线总线中，使线间距至少在线宽的2倍以上，或者把对时序敏感的信号线布成带状线，这样可以减少确定性抖动。

42. 若要求隔离度超过-60dB，应使用带有防护布线的带状线。

43. 一般使用2D场求解工具来估计是否需要使用防护布线。

44. 若使用防护布线，尽量使其达到满足要求的宽度，幷用过孔使防护线与返回路径短接。如果允许，可以沿着防护线增加一些短接过孔，这些过孔幷不像两端的过孔那样重要，但有一定改善。

45. 使封装或接插件的返回路径尽量短，这样可以减小地弹。

46. 使用片级