一种PCB电路板及其布线方法与流程

文档序号:14994003发布日期:2018-07-20 23:13阅读:213来源:国知局

本发明涉及电子电路技术领域,尤其涉及一种pcb电路板及其布线方法。



背景技术:

当前,随着电子电路技术的不断发展,印制电路板(printedcircuitboard,简称pcb)已经在电子电路领域中得到了广泛的应用,例如计算机、医疗器械以及各种电子测量仪器等均需要应用到pcb板。例如在频谱分析仪中,pcb板得到了大量的应用。频谱分析仪是一种用来对被测信号进行频谱分析的接收机,可以测量未知信号的频率、幅值、失真等相关参数,通常具有很宽的频率和幅值测量范围。频谱分析仪可以将输入射频信号经过多次变频将频率较高的信号改变为数字中频模块可处理的低频信号。

目前,数字式频谱分析仪的带宽越来越宽,甚至发展出了一种可以处理实时频谱的实时频谱分析仪。通常,这些频谱分析仪的基带信号处理量很大,有些基带快速傅氏变换(fastfouriertransformation,简称fft)频谱分析仪更是在很短的时间内使用快速傅里叶变换计算出基带的频谱,这些数据需要很高带宽的总线进行现场可编程门阵列(field-programmablegatearray,简称fpga)到数字信号处理(digitalsignalprocessing,简称dsp)或arm处理器(advancedriscmachines,简称arm)之间的交互,通常需要达到数gb的传输速率,传统并行总线式如果要达到这种速度要求,则总线的宽度,布线的难度将成倍增加。目前的串行serdes(serdes是英文serializer(串行器)/deserializer(解串器)的简称,是一种主流的时分多路复用(tdm)、点对点(p2p)的串行通信技术。)可以很好的解决该问题。通常serdes的速度可以达到10gbps,这样高的速度可以满足实时频谱分析仪的数据传输速率要求,但也对电路板设计产生了很多挑战。如此高的速度下,如何保证serdes的信号完整性是每一个高速数字电路板设计者必须面对的问题。目前现有技术通常是使用差分线走在表层,并使用金属腔体将pcb电路板相应serdes位置盖住,防止外部信号干扰,然而当前的金属腔体结构复杂,不利于pcb电路板的简洁化设置。



技术实现要素:

本发明的实施例提供一种pcb电路板及其布线方法,以解决当前为了保证serdes的信号完整性,防止外部信号的干扰,需要应用结构复杂的金属腔体将pcb电路板的serdes芯片盖住,不利于pcb电路板的简洁化设置的问题。

为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种pcb电路板,包括设置于pcb电路板上的第一serdes芯片和第二serdes芯片;所述第一serdes芯片和第二serdes芯片均连接有差分时钟电路;所述第一serdes芯片和第二serdes芯片通过一串行差分连接线结构连接;所述串行差分连接线结构包括多组串行差分连接线,每组串行差分连接线包括一接收线和一发送线;所述每组串行差分连接线采用交流耦合方式连接于第一serdes芯片和第二serdes芯片之间。

具体的,所述每组串行差分连接线的长度相等。

具体的,所述串行差分连接线结构从上至下依次包括第一接地层、信号层、电源层以及第二接地层;所述第一接地层与信号层之间、信号层与电源层之间以及电源层与第二接地层之间均设置有绝缘层;所述每组串行差分连接线分布设置于所述信号层。

进一步的,在每组串行差分连接线两侧,沿串行差分连接线的布线方向设置有两排接地通孔;每个接地通孔贯穿所述第一接地层、信号层、电源层以及第二接地层;所述信号层的接地端通过所述接地通孔与第一接地层和第二接地层连接,并接地。

具体的,在每排接地通孔中相邻的接地通孔的距离小于等于100mil。

另外,所述电源层加载有两路电源电压,使得电源层分为第一电源电压部分和第二电源电压部分,所述第一电源电压部分和第二电源电压部分之间设置有电源交界;

所述信号层的串行差分连接线在所述电源层的投影穿过所述电源交界的各位置处设置有电容;所述电容连接所述第一电源电压部分和第二电源电压部分。

一种pcb电路板的布线方法,应用于上述的pcb电路板,所述方法包括:

将第一serdes芯片和第二serdes芯片放置于pcb电路板上;

将第一serdes芯片和第二serdes芯片分别连接差分时钟电路;

生成一串行差分连接线结构;所述串行差分连接线结构包括多组串行差分连接线,每组串行差分连接线包括一接收线和一发送线;

通过串行差分连接线结构连接第一serdes芯片和第二serdes芯片,使得每组串行差分连接线采用交流耦合方式连接于第一serdes芯片和第二serdes芯片之间。

具体的,所述生成一串行差分连接线结构,包括:

将每组串行差分连接线做等长处理,使得每组串行差分连接线的长度相等。

具体的,所述生成一串行差分连接线结构,包括:

从下至上依次设置串行差分连接线结构的第二接地层、电源层、信号层以及第一接地层;

将所述每组串行差分连接线分布设置于所述信号层;

在所述第一接地层与信号层之间、信号层与电源层之间以及电源层与第二接地层之间设置绝缘层;

在每组串行差分连接线两侧,沿串行差分连接线的布线方向设置两排接地通孔,并将每个接地通孔贯穿所述第一接地层、信号层、电源层以及第二接地层;在每排接地通孔中相邻的接地通孔的距离小于等于100mil;

将所述信号层的接地端通过所述接地通孔与第一接地层和第二接地层连接,并接地。

此外,所述电源层加载有两路电源电压,使得电源层分为第一电源电压部分和第二电源电压部分,所述第一电源电压部分和第二电源电压部分之间设置有电源交界;

所述生成一串行差分连接线结构,还包括:

在信号层的串行差分连接线在所述电源层的投影穿过所述电源交界的各位置处设置电容,通过所述电容连接所述第一电源电压部分和第二电源电压部分。

本发明实施例提供的一种pcb电路板及其布线方法,通过将串行差分连接线采用交流耦合方式连接于第一serdes芯片和第二serdes芯片之间,可以有效避免串扰和电磁干扰,保证高频信号的完整性,并且无需增加金属腔体,可以避免当前为了保证serdes的信号完整性,防止外部信号的干扰,需要应用结构复杂的金属腔体将pcb电路板的serdes芯片盖住,不利于pcb电路板的简洁化设置的问题。

附图说明

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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种pcb电路板的结构示意图一;

图2为本发明实施例提供的一种pcb电路板的结构示意图二;

图3为本发明实施例中的串行差分连接线结构的分层结构示意图;

图4为本发明实施例中的串行差分连接线及其两侧接地通孔的位置关系示意图;

图5为本发明实施例提供的一种pcb电路板的布线方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1所示,本发明实施例提供一种pcb电路板10,包括设置于pcb电路板10上的第一serdes芯片101和第二serdes芯片102;所述第一serdes芯片101和第二serdes芯片102均连接有差分时钟电路103;所述第一serdes芯片101和第二serdes芯片102通过一串行差分连接线结构104连接;所述串行差分连接线结构104包括多组串行差分连接线105,每组串行差分连接线105包括一接收线106和一发送线107;所述每组串行差分连接线105采用交流耦合方式连接于第一serdes芯片101和第二serdes芯片102之间。

值得说明的是,如图2所示,在串行差分连接线结构104中,所述每组串行差分连接线105的长度可以相等,这样可以保证各derdes芯片的时序正确,避免过大的相位误差。而串行差分连接线结构104用来连接第一serdes芯片101和第二serdes芯片102。另外,该串行差分连接线可采用高速串行总线,总线速度可达5bps至10bps。而上述的差分时钟电路103可以采用高稳定性、低抖动的时钟。

具体的,如图3所示,所述串行差分连接线结构104从上至下依次包括第一接地层201、信号层202、电源层203以及第二接地层204;所述第一接地层201与信号层202之间、信号层202与电源层203之间以及电源层203与第二接地层204之间均设置有绝缘层(图中未示出,该绝缘层为不导电材质);所述每组串行差分连接线105分布设置于所述信号层202。

进一步的,如图4所示,在每组串行差分连接线105两侧,沿串行差分连接线的布线方向设置有两排接地通孔205。如图3所示,每个接地通孔205贯穿所述第一接地层201、信号层202、电源层203以及第二接地层204;所述信号层202的接地端(图中未示出,一般情况下,在pcb板电路中,均需要设置接地端)通过所述接地通孔205与第一接地层201和第二接地层204连接,并接地。通过如图4所示的设置,可以将每组串行差分连接线105通过两侧的接地通孔接地隔离,同时上下两侧也被第一接地层和第二接地层隔离,这样可以将每组串行差分连接线与外部隔开,避免了外部电磁干扰以及避免各组串行差分连接线之间的电磁干扰。

具体的,如图4所示,在每排接地通孔205中相邻的接地通孔205的距离d小于等于100mil。

另外,如图3所示,所述电源层203加载有两路电源电压,使得电源层203分为第一电源电压部分206和第二电源电压部分207,所述第一电源电压部分206和第二电源电压部分207之间设置有电源交界208。

如图3所示,所述信号层202的串行差分连接线105在所述电源层203的投影穿过所述电源交界208的各位置处设置有电容209(在图3中仅仅示出了一个电容209,但应该知道的是,在串行差分连接线105在所述电源层203的投影穿过所述电源交界208的各位置处均可以设置电容209,该电容大小可以为100nf,但不仅局限于此);所述电容209连接所述第一电源电压部分206和第二电源电压部分207。通过电容209的通交流阻直流的作用,可以实现每组串行差分连接线105的交流耦合方式连接于第一serdes芯片和第二serdes芯片之间,有效避免串扰和电磁干扰,保证高频信号的完整性。

本发明实施例提供的一种pcb电路板,通过将串行差分连接线采用交流耦合方式连接于第一serdes芯片和第二serdes芯片之间,可以有效避免串扰和电磁干扰,保证高频信号的完整性;另外,通过将每组串行差分连接线通过两侧的接地通孔接地隔离,同时上下两侧也被第一接地层和第二接地层隔离,这样可以将每组串行差分连接线与外部隔开,避免了外部电磁干扰以及避免各组串行差分连接线之间的电磁干扰。并且本发明无需增加金属腔体,可以避免当前为了保证serdes的信号完整性,防止外部信号的干扰,需要应用结构复杂的金属腔体将pcb电路板的serdes芯片盖住,不利于pcb电路板的简洁化设置的问题。

对应于上述图1至图4所示的pcb电路板的相关结构,如图5所示,本发明实施例提供一种pcb电路板的布线方法,包括:

步骤301、将第一serdes芯片和第二serdes芯片放置于pcb电路板上。

步骤302、将第一serdes芯片和第二serdes芯片分别连接差分时钟电路。

步骤303、生成一串行差分连接线结构。

其中,所述串行差分连接线结构包括多组串行差分连接线,每组串行差分连接线包括一接收线和一发送线。

步骤304、通过串行差分连接线结构连接第一serdes芯片和第二serdes芯片,使得每组串行差分连接线采用交流耦合方式连接于第一serdes芯片和第二serdes芯片之间。

具体的,上述步骤303中,生成一串行差分连接线结构,可以包括如下处理方式:

将每组串行差分连接线做等长处理,使得每组串行差分连接线的长度相等。

另外,上述步骤303中,生成一串行差分连接线结构,还可以包括如下处理方式:

从下至上依次设置串行差分连接线结构的第二接地层、电源层、信号层以及第一接地层。

将所述每组串行差分连接线分布设置于所述信号层。

在所述第一接地层与信号层之间、信号层与电源层之间以及电源层与第二接地层之间设置绝缘层。

在每组串行差分连接线两侧,沿串行差分连接线的布线方向设置两排接地通孔,并将每个接地通孔贯穿所述第一接地层、信号层、电源层以及第二接地层;在每排接地通孔中相邻的接地通孔的距离小于等于100mil。

将所述信号层的接地端通过所述接地通孔与第一接地层和第二接地层连接,并接地。

此外,所述电源层加载有两路电源电压,使得电源层分为第一电源电压部分和第二电源电压部分,所述第一电源电压部分和第二电源电压部分之间设置有电源交界。

上述步骤303中,生成一串行差分连接线结构,还可以包括如下处理方式:

在信号层的串行差分连接线在所述电源层的投影穿过所述电源交界的各位置处设置电容,通过所述电容连接所述第一电源电压部分和第二电源电压部分。

本发明实施例提供的一种pcb电路板的布线方法,通过将串行差分连接线采用交流耦合方式连接于第一serdes芯片和第二serdes芯片之间,可以有效避免串扰和电磁干扰,保证高频信号的完整性;另外,通过将每组串行差分连接线通过两侧的接地通孔接地隔离,同时上下两侧也被第一接地层和第二接地层隔离,这样可以将每组串行差分连接线与外部隔开,避免了外部电磁干扰以及避免各组串行差分连接线之间的电磁干扰。并且本发明无需增加金属腔体,可以避免当前为了保证serdes的信号完整性,防止外部信号的干扰,需要应用结构复杂的金属腔体将pcb电路板的serdes芯片盖住,不利于pcb电路板的简洁化设置的问题。

本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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