一种不同换孔距离对信号质量影响的分析方法与系统与流程

本发明涉及信号传输技术领域，特别是一种不同换孔距离对信号质量影响的分析方法与系统。

背景技术：

随着数字电路速率以及时钟频率的不断提高，在高速系统中，高速信号经过互连线会产生诸如延迟、反射、衰减、串扰等信号完整性问题。信号完整性问题已经成为高速数字电路设计是否成功的关键问题之一。

影响高速数字pcb信号完整性的主要因素除pcb设计和pcb板材选择外，导通孔对信号完整性有较大影响。在高速多层pcb中，当信号从顶层传输到内部某层时，用通孔连接就会产生多余的导通孔短柱，短柱在极大程度上影响着信号的传输质量。

当信号在通过过孔传输到阻抗匹配的另一层线路时，会有一部分能量被传递到过孔的短柱上，而这一部分由于没有任何的阻抗终结，所以可以被看作是全开路状态。因此，这个分支便会造成剩余能量的全反射，这大大地削弱了信号质量，损坏了原始信号的完整性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种不同换孔距离对信号质量影响的分析方法与系统，旨在解决现有技术中电路板导通孔会造成能量反射、削弱信号质量的问题，得到换孔距离对信号质量的影响，实现通过设置最佳导通孔距离来减少信号的损失，提升信号质量。

为达到上述技术目的，本发明提供了一种不同换孔距离对信号质量影响的分析方法，包括以下步骤：

s1、通过hfss设置不同换孔距离的via过孔；

s2、设定相应的程序参数，得到s参数；

s3、对信号链路进行仿真，获得眼图。

优选地，所述步骤s1具体为：

通过hfss的viawizard对antipad的数值进行设置，分别设置不同的x、y坐标值。

优选地，所述设定相应的程序参数具体操作为：

设定soldermask中top和bottom层；

设定坐标体系；

去嵌后，将via过孔中重合的部分减去；

设定port；

设定wizard部分；

运行设定程序，得到s4p文件。

优选地，所述信号链路具体为：

由pch芯片发出，经过choke、esd芯片，然后经过cable到达connector。

本发明还提供了一种不同换孔距离对信号质量影响的分析系统，所述系统包括：

via过孔设置模块，用于通过hfss设置不同换孔距离的via过孔；

s参数获取模块，用于设定相应的程序参数，得到s参数；

信号仿真模块，用于对信号链路进行仿真，获得眼图。

优选地，所述via过孔设置模块通过hfss的viawizard对antipad的数值进行设置。

优选地，所述相应的程序参数包括soldermask中top和bottom层、坐标体系、port、wizard。

优选地，所述信号链路具体为：

由pch芯片发出，经过choke、esd芯片，然后经过cable到达connector。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

与现有技术相比，本发明通过对高速线的关于不同换孔距离提供具体的s数值进行分析；针对不同的叠层信息，pcb材料中介质损耗等参数都考虑进去，得到涵盖全面via的的情况；对过孔距离距离对高速信号的影响表达出来。并对信号链路拓扑进行信号仿真，从而通过信号仿真比较出不同换孔距离的眼图，使得换孔距离对信号的影响更加直观可见。解决了现有技术中电路板导通孔会造成能量反射、削弱信号质量的问题，得到换孔距离对信号质量的影响，实现通过设置最佳导通孔距离来减少信号的损失，提升信号质量。在某块板卡信号完整性不理想时，由于服务器为一整个系统，其他子卡能够确保信号完整性，进而保证了整个服务器运行的安全。大大增强rack整机柜服务器的信号完整性和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例中所提供的一种不同换孔距离对信号质量影响的分析方法流程图；

图2为本发明实施例中所提供的不同换孔距离对应的s参数曲线图；

图3为本发明实施例中所提供的信号链路示意图；

图4为本发明实施例中所提供的换孔距离在30mil的情况下的信号眼图；

图5为本发明实施例中所提供的换孔距离在25mil的情况下的信号眼图；

图6为本发明实施例中所提供的换孔距离在20mil的情况下的信号眼图；

图7为本发明实施例中所提供的一种不同换孔距离对信号质量影响的分析系统结构框图。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

下面结合附图对本发明实施例所提供的一种不同换孔距离对信号质量影响的分析方法与系统进行详细说明。

如图1所示，本发明实施例公开了一种不同换孔距离对信号质量影响的分析方法，包括以下步骤：

s1、通过hfss设置不同换孔距离的via过孔；

s2、设定相应的程序参数，得到s参数；

s3、对信号链路进行仿真，获得眼图。

通过hfss(highfrequencystructuresimulator，高频电磁仿真)自带的viawizard对antipad的数值进行设置，本发明实施例中设置坐标分别为：x坐标为30mil，y的坐标分别为20mil、25mil、30mil。

在不同距离下，会在hfss形成不同的via过孔图，这种过孔会出现在服务器机柜中的主板和多块子卡，其中，主板上焊接cpu、pch、bmc等电子器件，子卡为主卡提供配套条件。

在hfss软件中，设定好soldermask中top和bottom层，设定坐标体系，去嵌后，将via过孔中重合的部分减去，然后，设定port，在port设定后，设定wizard部分，设定后运行设定程序，得到s4p文件。

如图2所示，对于不同的xy值，得到不同的s参数：

在相同的x坐标下，y坐标分别为20mil、25mil、30mil的情况下，s参数的具体数值分别为-0.25391db、-0.28531db、-0.3238db。

再对信号链路进行信号仿真，观察眼图。

图3所示为分析不同换孔距离下对信号质量的影响而采用的信号链路图，在图中由pch芯片发出，经过choke、esd芯片然后经过cable最后到达connector。

在不同换孔距离情况下，pcb高速线会产生不同的插入损耗问题，因而产生不同的信号质量问题，最终反映在信号眼图上，图4-6为在不同蚀刻因子的情况下得到的不同眼图。图4为换孔距离在30mil的情况下信号眼图；图5为换孔距离在25mil的情况下信号眼图；图6为换孔距离在20mil情况下的信号眼图。

本发明实施例通过对高速线的关于不同换孔距离提供具体的s数值进行分析；针对不同的叠层信息，pcb材料中介质损耗等参数都考虑进去，得到涵盖全面via的的情况；对过孔距离距离对高速信号的影响表达出来。并对信号链路拓扑进行信号仿真，从而通过信号仿真比较出不同换孔距离的眼图，使得换孔距离对信号的影响更加直观可见。解决了现有技术中电路板导通孔会造成能量反射、削弱信号质量的问题，得到换孔距离对信号质量的影响，实现通过设置最佳导通孔距离来减少信号的损失，提升信号质量。在某块板卡信号完整性不理想时，由于服务器为一整个系统，其他子卡能够确保信号完整性，进而保证了整个服务器运行的安全。大大增强rack整机柜服务器的信号完整性和可靠性。

如图7所示，本发明实施例还公开了一种不同换孔距离对信号质量影响的分析系统，所述系统包括：

via过孔设置模块，用于通过hfss设置不同换孔距离的via过孔；

s参数获取模块，用于设定相应的程序参数，得到s参数；

信号仿真模块，用于对信号链路进行仿真，获得眼图。

所述via过孔设置模块通过hfss的viawizard对antipad的数值进行设置。

所述相应的程序参数包括soldermask中top和bottom层、坐标体系、port、wizard。

所述信号链路具体为：

由pch芯片发出，经过choke、esd芯片，然后经过cable到达connector。

在不同换孔距离情况下，pcb高速线会产生不同的插入损耗问题，因而产生不同的信号质量问题，最终反映在信号眼图上，图4-6为在不同蚀刻因子的情况下得到的不同眼图。图4为换孔距离在30mil的情况下信号眼图；图5为换孔距离在25mil的情况下信号眼图；图6为换孔距离在20mil情况下的信号眼图。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。