评估PCB高速连接器焊盘参数方法、装置、设备及可读介质与流程

评估pcb高速连接器焊盘参数方法、装置、设备及可读介质
技术领域
1.本领域涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种评估pcb高速连接器焊盘参数的方法、装置、设备及可读介质。


背景技术：

2.随着未来移动通信技术和产业将迈入第五代移动通信的发展阶段，为了满足人们对于高速的数据传输与巨量带宽的需求，应用ic的高速信号设计愈来愈为重要，除了对pcb(印刷电路板)材质损耗的要求，讯号传输过程的阻抗连续的重要性也越来越高，阻抗匹配是指为了使信号功率从信号源到附载端得到最有效地传递，让信号在传递过程中尽可能不发生反射现象。如果阻抗不匹配发生反射，会发生能量与信号无法完整传递，以及辐射干扰等不良影响。
3.在高速pcb(印刷电路板)设计中，常常会需要使用高速连接器，将讯号由一片pcb传递至另一片pcb。现今高速连接器焊盘(pad)多采用smt(surface mount technology，表面贴焊技术)，smt焊盘相对大于走线宽度，所以在信号焊盘下方需要挖孔(void)减少过多的电容以达到阻抗匹配。为了尽量减少阻抗不连续造成的反射，通常需要使用3d仿真软件，绘出pcb连接器焊盘(pad)的结构，执行3d仿真，得到连接器焊盘(pad)的相关数值，再通过去改变焊盘下方的void(挖孔)，予以优化，但是每次的绘制和仿真会消耗大量的人力和时间。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种评估pcb高速连接器焊盘参数的方法、装置、设备及可读介质，通过使用本发明的技术方案，能够不需反复建立pcb连接器焊盘的3d模型以及执行仿真，节省了大量的时间和人力，加速pcb高速连接器焊盘设计的优化，pcb高速连接器焊盘评估工具操作容易并且结果准确。
5.基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种评估pcb高速连接器焊盘参数的方法，包括以下步骤：
6.将多个不同输入参数的焊盘进行仿真，并记录每个焊盘输入参数和对应的仿真结果；
7.将每个焊盘输入参数和仿真结果进行统计分析以得到输入参数和仿真结果的关系式；
8.基于关系式建立pcb高速连接器焊盘评估工具；
9.将待评估的焊盘输入参数输入到工具中进行评估。
10.根据本发明的一个实施例，输入参数包括焊盘下方挖孔长度、焊盘下方挖孔宽度、焊盘下方挖孔深度、焊盘长度、焊盘宽度、焊盘间距、印刷电路板材料的介电常数和印刷电路板材料的损耗因子。
11.根据本发明的一个实施例，仿真结果包括焊盘的阻抗和损耗。
12.根据本发明的一个实施例，将多个不同输入参数的焊盘进行仿真，并记录每个焊盘输入参数和对应的仿真结果包括：
13.将焊盘下方挖孔长度、焊盘下方挖孔宽度、焊盘下方挖孔深度、焊盘长度、焊盘宽度、焊盘间距、印刷电路板材料的介电常数和印刷电路板材料的损耗因子组合成输入参数组，修改输入参数组中的数据值后输入到hfss 3d仿真软件中进行仿真并记录仿真结果；
14.重复上述步骤，直到进行了阈值次数的仿真。
15.根据本发明的一个实施例，将每个焊盘输入参数和仿真结果进行统计分析以得到输入参数和仿真结果的关系式包括：
16.将每个焊盘的输入参数和仿真结果输入到jmp统计分析软件中进行分析以得到输入参数和仿真结果的关系式。
17.根据本发明的一个实施例，基于关系式建立pcb高速连接器焊盘评估工具包括：
18.在表格中建立输入参数的输入单元格和仿真结果的输出单元格；
19.基于关系式编写excel公式，并根据公式中的内容引用输入单元格。
20.根据本发明的一个实施例，将待评估的焊盘输入参数输入到工具中进行评估包括：
21.将待评估的焊盘输入参数输入到工具中以得到仿真结果，并判断仿真结果是否满足需求；
22.响应于仿真结果不满足需求，调整输入到工具中的焊盘输入参数直到仿真结果满足需求。
23.本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种评估pcb高速连接器焊盘参数的装置，装置包括：
24.仿真模块，仿真模块配置为将多个不同输入参数的焊盘进行仿真，并记录每个焊盘输入参数和对应的仿真结果；
25.分析模块，分析模块配置为将每个焊盘输入参数和仿真结果进行统计分析以得到输入参数和仿真结果的关系式；
26.创建模块，创建模块配置为基于关系式建立pcb高速连接器焊盘评估工具；
27.评估模块，评估模块配置为将待评估的焊盘输入参数输入到工具中进行评估。
28.本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：
29.至少一个处理器；以及
30.存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。
31.本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。
32.本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的评估pcb高速连接器焊盘参数的方法，通过将多个不同输入参数的焊盘进行仿真，并记录每个焊盘输入参数和对应的仿真结果；将每个焊盘输入参数和仿真结果进行统计分析以得到输入参数和仿真结果的关系式；基于关系式建立pcb高速连接器焊盘评估工具；将待评估的焊盘输入参数输入到工具中进行评估的技术方案，能够不需反复建立pcb连接器焊盘的3d模型以及执行仿真，节省了大量的时间和人力，加速pcb高速连接器焊盘设计的优化，pcb高速连接器焊盘评估工具操
作容易并且结果准确。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
34.图1为根据本发明一个实施例的评估pcb高速连接器焊盘参数的方法的示意性流程图；
35.图2为根据本发明一个实施例的输入参数和仿真结果的示意图；
36.图3为根据本发明一个实施例的关系式的示意图；
37.图4为根据本发明一个实施例的pcb高速连接器焊盘结构的示意图；
38.图5为根据本发明一个实施例的评估pcb高速连接器焊盘参数的装置的示意图；
39.图6为根据本发明一个实施例的计算机设备的示意图；
40.图7为根据本发明一个实施例的计算机可读存储介质的示意图。
具体实施方式
41.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
42.基于上述目的，本发明的实施例的第一个方面，提出了一种评估pcb高速连接器焊盘参数的方法的一个实施例。图1示出的是该方法的示意性流程图。
43.如图1中所示，该方法可以包括以下步骤：
44.s1将多个不同输入参数的焊盘进行仿真，并记录每个焊盘输入参数和对应的仿真结果。
45.输入参数可以包括焊盘下方挖孔长度、焊盘下方挖孔宽度、焊盘下方挖孔深度、焊盘长度、焊盘宽度、焊盘间距、印刷电路板材料的介电常数和印刷电路板材料的损耗因子，这些参数可以组成一个输入参数的组，修改输入参数组中的数据值后输入到hfss 3d仿真软件中进行仿真并记录仿真结果，也就是说需要记录每组输入参数的值和对应的仿真结果，重复上述步骤，直到进行了阈值次数的仿真，阈值次数可以根据实际需求进行设定，通常情况下仿真次数越多，后面得到的关系式越准确，如图2示出了128次仿真的输入参数和对应的仿真结果，也就是128个不同的焊盘结构。
46.s2将每个焊盘输入参数和仿真结果进行统计分析以得到输入参数和仿真结果的关系式。
47.将上面得到的多个焊盘的输入参数及仿真结果输入到jmp(统计分析软件)中，分析输入参数和仿真结果的关系，以及各个输入参数影响输出结果的比重，最后得到输入参数和仿真结果之间的关系式，如图3所示。通过此关系式，可以从输入参数值去得到仿真结果，即使其他的输入参数值的组合不在上述仿真的参数组中，也可以得到准确的仿真结果。
48.s3基于关系式建立pcb高速连接器焊盘评估工具。
49.该评估工具可以使用excel表格，在excel表格中建立输入参数的输入单元格和仿
真结果的输出单元格；在仿真结果的输出单元格处基于关系式编写excel公式，并根据公式中的内容引用对应的输入单元格，因此在输入单元格中输入相关的参数，输出单元格中就会通过公式得到仿真结果。
50.s4将待评估的焊盘输入参数输入到工具中进行评估。
51.评估工具建立后可以对上述任何参数的组合进行评估，不在仿真中的组合也可以进行评估，将待评估的焊盘输入参数输入到工具中以得到仿真结果，并判断仿真结果是否满足需求，仿真结果主要为阻抗和损耗，如果仿真结果不满足需求，则调整输入到工具中的焊盘输入参数直到仿真结果满足需求。
52.通过本发明的技术方案，能够不需反复建立pcb连接器焊盘的3d模型以及执行仿真，节省了大量的时间和人力，加速pcb高速连接器焊盘设计的优化，pcb高速连接器焊盘评估工具操作容易并且结果准确。
53.在本发明的一个优选实施例中，输入参数包括焊盘下方挖孔长度、焊盘下方挖孔宽度、焊盘下方挖孔深度、焊盘长度、焊盘宽度、焊盘间距、印刷电路板材料的介电常数和印刷电路板材料的损耗因子。图4示出了这些参数在焊盘中的位置，印刷电路板(pcb)中的一对高速差分线连接器焊盘(pad)主要包含四个焊盘，第一焊盘sig_p(信号焊盘1)，第二焊盘sig_n(信号焊盘2)，第三焊盘gnd_1(地焊盘1)，第四焊盘gnd_2(地焊盘2)，各项参数说明如下：void_l为焊盘下方挖孔长度(单位:mil)，void_w为焊盘下方挖孔宽度(单位:mil)，void_h为焊盘下方挖孔深度(单位:mil)，pad_l为焊盘长度(单位:mil)，pad_w为焊盘宽度(单位:mil)，pad_pitch为焊盘间距(sig_p和sig_n之间，sig_p和gnd_1之间，sig_n和gnd_2之间)，dk为印刷电路板材料之介电常数，df为印刷电路板材料之损耗因子。
54.在本发明的一个优选实施例中，仿真结果包括焊盘的阻抗和损耗。
55.在本发明的一个优选实施例中，将多个不同输入参数的焊盘进行仿真，并记录每个焊盘输入参数和对应的仿真结果包括：
56.将焊盘下方挖孔长度、焊盘下方挖孔宽度、焊盘下方挖孔深度、焊盘长度、焊盘宽度、焊盘间距、印刷电路板材料的介电常数和印刷电路板材料的损耗因子组合成输入参数组，修改输入参数组中的数据值后输入到hfss 3d仿真软件中进行仿真并记录仿真结果；
57.重复上述步骤，直到进行了阈值次数的仿真。阈值次数可以根据实际需求进行设定，通常情况下仿真次数越多，后面得到的关系式越准确。
58.在本发明的一个优选实施例中，将每个焊盘输入参数和仿真结果进行统计分析以得到输入参数和仿真结果的关系式包括：
59.将每个焊盘的输入参数和仿真结果输入到jmp统计分析软件中进行分析以得到输入参数和仿真结果的关系式。将上面得到的多个焊盘的输入参数及仿真结果输入到jmp(统计分析软件)中，分析输入参数和仿真结果的关系，以及各个输入参数影响输出结果的比重，最后得到输入参数和仿真结果之间的关系式。通过此关系式，可以从输入参数值去得到仿真结果，即使其他的输入参数值的组合不在上述仿真的参数组中，也可以得到准确的仿真结果。
60.在本发明的一个优选实施例中，基于关系式建立pcb高速连接器焊盘评估工具包括：
61.在表格中建立输入参数的输入单元格和仿真结果的输出单元格；
62.基于关系式编写excel公式，并根据公式中的内容引用输入单元格。该评估工具可以使用excel表格，在excel表格中建立输入参数的输入单元格和仿真结果的输出单元格；在仿真结果的输出单元格处基于关系式编写excel公式，并根据公式中的内容引用对应的输入单元格，因此在输入单元格中输入相关的参数，输出单元格中就会通过公式得到仿真结果。
63.在本发明的一个优选实施例中，将待评估的焊盘输入参数输入到工具中进行评估包括：
64.将待评估的焊盘输入参数输入到工具中以得到仿真结果，并判断仿真结果是否满足需求；
65.响应于仿真结果不满足需求，调整输入到工具中的焊盘输入参数直到仿真结果满足需求。评估工具建立后可以对上述任何参数的组合进行评估，不在仿真中的组合也可以进行评估，将待评估的焊盘输入参数输入到工具中以得到仿真结果，并判断仿真结果是否满足需求，仿真结果主要为阻抗和损耗，如果仿真结果不满足需求，则调整输入到工具中的焊盘输入参数直到仿真结果满足需求。
66.通过本发明的技术方案，能够不需反复建立pcb连接器焊盘的3d模型以及执行仿真，节省了大量的时间和人力，加速pcb高速连接器焊盘设计的优化，pcb高速连接器焊盘评估工具操作容易并且结果准确。
67.需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，上述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中存储介质可为磁碟、光盘、只读存储器(read
‑
only memory，rom)或随机存取存储器(random access memory，ram)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
68.此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由cpu执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被cpu执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
69.基于上述目的，本发明的实施例的第二个方面，提出了一种评估pcb高速连接器焊盘参数的装置，如图5所示，装置200包括：
70.仿真模块，仿真模块配置为将多个不同输入参数的焊盘进行仿真，并记录每个焊盘输入参数和对应的仿真结果。
71.输入参数可以包括焊盘下方挖孔长度、焊盘下方挖孔宽度、焊盘下方挖孔深度、焊盘长度、焊盘宽度、焊盘间距、印刷电路板材料的介电常数和印刷电路板材料的损耗因子，这些参数可以组成一个输入参数的组，修改输入参数组中的数据值后输入到hfss 3d仿真软件中进行仿真并记录仿真结果，也就是说需要记录每组输入参数的值和对应的仿真结果，重复上述步骤，直到进行了阈值次数的仿真，阈值次数可以根据实际需求进行设定，通常情况下仿真次数越多，后面得到的关系式越准确。
72.分析模块，分析模块配置为将每个焊盘输入参数和仿真结果进行统计分析以得到输入参数和仿真结果的关系式。
73.将上面得到的多个焊盘的输入参数及仿真结果输入到jmp(统计分析软件)中，分
析输入参数和仿真结果的关系，以及各个输入参数影响输出结果的比重，最后得到输入参数和仿真结果之间的关系式。通过此关系式，可以从输入参数值去得到仿真结果，即使其他的输入参数值的组合不在上述仿真的参数组中，也可以得到准确的仿真结果。
74.创建模块，创建模块配置为基于关系式建立pcb高速连接器焊盘评估工具。
75.该评估工具可以使用excel表格，在excel表格中建立输入参数的输入单元格和仿真结果的输出单元格；在仿真结果的输出单元格处基于关系式编写excel公式，并根据公式中的内容引用对应的输入单元格，因此在输入单元格中输入相关的参数，输出单元格中就会通过公式得到仿真结果。
76.评估模块，评估模块配置为将待评估的焊盘输入参数输入到工具中进行评估。
77.评估工具建立后可以对上述任何参数的组合进行评估，不在仿真中的组合也可以进行评估，将待评估的焊盘输入参数输入到工具中以得到仿真结果，并判断仿真结果是否满足需求，仿真结果主要为阻抗和损耗，如果仿真结果不满足需求，则调整输入到工具中的焊盘输入参数直到仿真结果满足需求。
78.在本发明的一个优选实施例中，输入参数包括焊盘下方挖孔长度、焊盘下方挖孔宽度、焊盘下方挖孔深度、焊盘长度、焊盘宽度、焊盘间距、印刷电路板材料的介电常数和印刷电路板材料的损耗因子。
79.在本发明的一个优选实施例中，仿真结果包括焊盘的阻抗和损耗。
80.在本发明的一个优选实施例中，仿真模块还配置为：
81.将焊盘下方挖孔长度、焊盘下方挖孔宽度、焊盘下方挖孔深度、焊盘长度、焊盘宽度、焊盘间距、印刷电路板材料的介电常数和印刷电路板材料的损耗因子组合成输入参数组，修改输入参数组中的数据值后输入到hfss 3d仿真软件中进行仿真并记录仿真结果；
82.重复上述步骤，直到进行了阈值次数的仿真。
83.在本发明的一个优选实施例中，分析模块还配置为：
84.将每个焊盘的输入参数和仿真结果输入到jmp统计分析软件中进行分析以得到输入参数和仿真结果的关系式。
85.在本发明的一个优选实施例中，创建模块还配置为：
86.在表格中建立输入参数的输入单元格和仿真结果的输出单元格；
87.基于关系式编写excel公式，并根据公式中的内容引用输入单元格。
88.在本发明的一个优选实施例中，评估模块还配置为：
89.将待评估的焊盘输入参数输入到工具中以得到仿真结果，并判断仿真结果是否满足需求；
90.响应于仿真结果不满足需求，调整输入到工具中的焊盘输入参数直到仿真结果满足需求。
91.基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种计算机设备。图6示出的是本发明提供的计算机设备的实施例的示意图。如图6所示，本发明实施例包括如下装置：至少一个处理器s21；以及存储器s22，存储器s22存储有可在处理器上运行的计算机指令s23，指令由处理器执行时实现以下方法：
92.s1将多个不同输入参数的焊盘进行仿真，并记录每个焊盘输入参数和对应的仿真结果。
93.输入参数可以包括焊盘下方挖孔长度、焊盘下方挖孔宽度、焊盘下方挖孔深度、焊盘长度、焊盘宽度、焊盘间距、印刷电路板材料的介电常数和印刷电路板材料的损耗因子，这些参数可以组成一个输入参数的组，修改输入参数组中的数据值后输入到hfss 3d仿真软件中进行仿真并记录仿真结果，也就是说需要记录每组输入参数的值和对应的仿真结果，重复上述步骤，直到进行了阈值次数的仿真，阈值次数可以根据实际需求进行设定，通常情况下仿真次数越多，后面得到的关系式越准确。
94.s2将每个焊盘输入参数和仿真结果进行统计分析以得到输入参数和仿真结果的关系式。
95.将上面得到的多个焊盘的输入参数及仿真结果输入到jmp(统计分析软件)中，分析输入参数和仿真结果的关系，以及各个输入参数影响输出结果的比重，最后得到输入参数和仿真结果之间的关系式。通过此关系式，可以从输入参数值去得到仿真结果，即使其他的输入参数值的组合不在上述仿真的参数组中，也可以得到准确的仿真结果。
96.s3基于关系式建立pcb高速连接器焊盘评估工具。
97.该评估工具可以使用excel表格，在excel表格中建立输入参数的输入单元格和仿真结果的输出单元格；在仿真结果的输出单元格处基于关系式编写excel公式，并根据公式中的内容引用对应的输入单元格，因此在输入单元格中输入相关的参数，输出单元格中就会通过公式得到仿真结果。
98.s4将待评估的焊盘输入参数输入到工具中进行评估。
99.评估工具建立后可以对上述任何参数的组合进行评估，不在仿真中的组合也可以进行评估，将待评估的焊盘输入参数输入到工具中以得到仿真结果，并判断仿真结果是否满足需求，仿真结果主要为阻抗和损耗，如果仿真结果不满足需求，则调整输入到工具中的焊盘输入参数直到仿真结果满足需求。
100.基于上述目的，本发明实施例的第四个方面，提出了一种计算机可读存储介质。图7示出的是本发明提供的计算机可读存储介质的实施例的示意图。如图7所示，计算机可读存储介质存储s31有被处理器执行时执行如上方法的计算机程序s32。
101.此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由处理器执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被处理器执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
102.此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
103.本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
104.在一个或多个示例性设计中，功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介
质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括ram、rom、eeprom、cd
‑
rom或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(dsl)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、dsl或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(cd)、激光盘、光盘、数字多功能盘(dvd)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
105.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
106.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
107.上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
108.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
109.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。