一种高速信号差分线补偿的设计方法与流程

本发明公开一种差分线的设计方法，涉及PCB设计领域，具体的说是一种高速信号差分线补偿的设计方法。

背景技术：

伴随着云计算时代的到来，服务器的发展迅速崛起，在服务器的主板设计中，信号速率越来越高，高速信号对信号完整性的需求也在不断提升。在差分线走线过程中，特别是较为大型的系统中，差分线的路径较长且复杂，经常遇到DP与DN两根走线的长度不相同的情况。

为保证信号传输的同步性必须对DP与DN两根线中较短的线进行补偿，使之等长，最好的补偿方式是哪里不等长就在哪里补偿，即分段等长式补偿，但是随着走线路径的增长和走线密度的增加，分段等长式补偿难度很大，部分走线很难按照上述补偿方式进行，而且大幅增加了设计人员的工作量，容易出错，而通常的一次性补偿则往往导致信号损耗增大，影响信号质量。为解决上述问题，本文提出一种高速信号差分线补偿的设计方法，利用补偿的位置选在整条线上补偿的中心点，通过调整中心点位置进行补偿，来提高工作效率，降低补偿难度，本发明补偿的方法简单易用，可操作性强，易于在设计中实现。

技术实现要素：

本发明针对目前随着走线路径的增长和走线密度的增加，分段等长式补偿难度很大，部分走线很难按照上述补偿方式进行，而且大幅增加了设计人员的工作量，容易出错，而通常的一次性补偿则往往导致信号损耗增大，影响信号质量的问题，提供一种高速信号差分线补偿的设计方法，简单易用，可操作性强，易于在设计中实现。

一种高速信号差分线补偿的设计方法：

在高速信号差分线上预判补偿中心位置，从补偿中心位置将差分线分为前部和后部，

比较前部两条差分线差值与后部两条差分线差值，若差值相等，则补偿中心点即为预判的补偿中心位置；若前部差值较大，则将预判的补偿中心位置向左移动，继续比较差值，直到差值相等，确定补偿中心点；若后部差值较大,则将预判的补偿中心位置向右移动，继续比较差值，直到差值相等，确定补偿中心点；

在补偿中心点一次性完成整条线补偿。

具体步骤为：

步骤1：在高速信号差分线上预定补偿中心位置，视为D点，从D点将差分线分为前部和后部，

步骤2：在前部将较长线视为线B，较短线视为线A，在后部将较长线视为线B’，较短线视为线A’，其中线B-线A=线C，线B’-线A’=线C’，

步骤3：将线C与线C’进行比较：若线C=线C’,则补偿中心点为D点；若线C>线C’,则将D点向左移动，继续比较线C与线C’，直到线C=线C’，确定补偿中心点；若线C<线C’,则将D点向右移动后，继续比较线C与线C’，直到线C=线C’， 确定补偿中心点；

步骤4：在补偿中心点一次性完成整条线补偿。

使用3W2S补偿法或者高弧度补偿法在补偿中心点一次性完成整条线补偿。

将在补偿中心点一次性完成整条线补偿的方式提供给layout，导入设计。

使用目视法在高速信号差分线上预定补偿中心位置。

一种高速信号差分线补偿的工具，应用于所述的设计方法，

包括预判单元，用于在高速信号差分线上预定补偿中心位置，从补偿中心位置将差分线分为前部和后部，

比较单元，用于比较前部两条差分线差值与后部两条差分线差值，若差值相等，则补偿中心点即为预判的补偿中心位置；若前部差值较大，则将预判的补偿中心位置向左移动，继续比较差值，直到差值相等，确定补偿中心点；若后部差值较大,则将预判的补偿中心位置向右移动，继续比较差值，直到差值相等，确定补偿中心点；

补偿单元，用于在补偿中心点一次性完成整条线补偿。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

本发明提供一种高速信号差分线补偿的设计方法，在高速信号差分线上预判补偿中心位置，从补偿中心位置将差分线分为前部和后部，比较前部两条差分线差值与后部两条差分线差值，若差值相等，则补偿中心点即为预判的补偿中心位置；若前部差值较大，则将预判的补偿中心位置向左移动，继续比较差值，直到差值相等，确定补偿中心点；若后部差值较大,则将预判的补偿中心位置向右移动，继续比较差值，直到差值相等，确定补偿中心点；在补偿中心点一次性完成整条线补偿；

本发明利用上述种设计方法能够满足信号长度补偿需求，方法简单易用，可操作性强，易于在设计中实现，提高了设计效率，也在insertion loss及眼图均达到信号完整性要求,保证了设计质量，从而保证链路信号完整性。

附图说明

图1为高速信号差分线无补偿示意图；

图2为高速信号差分线分段补偿示意图；

图3为高速信号差分线前端一次性补偿示意图；

图4为高速信号差分线中间一次性补偿示意图；

图5为高速信号差分线后端一次性补偿示意图；

图6为利用本发明使用3W2S补偿法的高速信号差分线示意图；

图7为利用本发明使用高弧度补偿法的高速信号差分线示意图；

图8为图2至图5不同补偿方式的loss 损耗示意图；

图9为高速信号差分线分段补偿的眼图仿真示意图；

图10为高速信号差分线中间一次性补偿的眼图仿真示意图；

图11为本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供一种高速信号差分线补偿的设计方法：

在高速信号差分线上预判补偿中心位置，从补偿中心位置将差分线分为前部和后部，

比较前部两条差分线差值与后部两条差分线差值，若差值相等，则补偿中心点即为预判的补偿中心位置；若前部差值较大，则将预判的补偿中心位置向左移动，继续比较差值，直到差值相等，确定补偿中心点；若后部差值较大,则将预判的补偿中心位置向右移动，继续比较差值，直到差值相等，确定补偿中心点；

在补偿中心点一次性完成整条线补偿。

同时提供一种高速信号差分线补偿的工具，应用于所述的设计方法，

包括预判单元，用于在高速信号差分线上预定补偿中心位置，从补偿中心位置将差分线分为前部和后部，

比较单元，用于比较前部两条差分线差值与后部两条差分线差值，若差值相等，则补偿中心点即为预判的补偿中心位置；若前部差值较大，则将预判的补偿中心位置向左移动，继续比较差值，直到差值相等，确定补偿中心点；若后部差值较大,则将预判的补偿中心位置向右移动，继续比较差值，直到差值相等，确定补偿中心点；

补偿单元，用于在补偿中心点一次性完成整条线补偿。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施，对本发明进一步详细说明。

例如针对总长度为4.7inch的85OHM差分走线5/7/5，分别使用分段补偿，前端一次性补偿，中间一次性补偿，后端一次性补偿的方式进行设计。其中分段补偿，前端一次性补偿，后端一次性补偿使用目前现有的方式即可。

利用本发明方法，对中间一次性补偿进行设计：

在高速信号差分线上用目视法简单预定补偿中心位置，视为D点，从D点将差分线分为前部和后部，其中在高速链路补偿中，因为有拐弯的存在，判断出内圈的线A比线B短；

在前部将较长线视为线B，较短线视为线A，在后部将较长线视为线B’，较短线视为线A’，其中线B-线A=线C，线B’-线A’=线C’，

将线C与线C’进行比较：若线C=线C’,则补偿中心点为D点；若线C>线C’,则将D点向左移动，继续比较线C与线C’，直到线C=线C’，确定补偿中心点；若线C<线C’,则将D点向右移动后，继续比较线C与线C’，直到线C=线C’， 确定补偿中心点；

通过测量计算出差分线中的补偿中心点D，在补偿中心点选择3W2S补偿方法或者高弧度补偿法一次性完成整条线补偿。参考图6和图7补偿的差分线型。

可以将优化建议提供给layout，导入设计。

可以参考图2至图5是上述补偿方式的补偿后高速信号差分走线的示意图，并且针对各种补偿，进行loss 损耗测试，参考图8。并对分段补偿与中间一次性补偿进行了眼图仿真。

从图8的insertion loss及图9、图10的眼图仿真来看，在10GHZ以下，分段补偿和中间一次性补偿的损耗最小。而仿真中，中间一次性补偿的结果与分段补偿相差不大，明显优于其他种补偿方式，故中间一次性补偿设计方式不仅有利于提升设计效率，降低设计难度，更能达到信号完整性目的。

再将图8insertion loss及图9、图10的眼图仿真进行对比，发现中间一次性补偿方式与分段等长所得到的结果相差很小，在10GHZ以内其insertion loss甚至好于分段补偿。

因此利用本发明方法能够满足信号长度补偿需求，方法简单易用，可操作性强，易于在设计中实现，提高了设计效率，也在insertion loss及眼图均达到信号完整性要求,保证了设计质量，从而保证链路信号完整性。