一种确定差分过孔位置的方法及一种PCB与流程

文档序号:13697163阅读:172来源:国知局
技术领域本发明涉及计算机技术领域,特别涉及一种确定差分过孔位置的方法及一种PCB。

背景技术:
随着云计算时代的到来,服务器行业发展迅猛。在服务器的主板设计中,信号在差分走线传输过程中通常需要经过一些差分过孔,以实现信号的换层传输。差分过孔的存在易对所传输信号的信号完整性造成影响。目前,当需要在一个差分走线链路中设置差分过孔时,工作人员可以根据实际需求及个人习惯,在该链路的任一位置处进行设置。由于差分过孔的位置是根据工作人员实际需求及个人习惯进行设置,故当所设置的差分过孔位置不合适时,会增加差分过孔对所传输信号的信号完整性的不良影响。

技术实现要素:
本发明提供了一种确定差分过孔位置的方法及一种PCB,能够降低差分过孔对所传输信号的信号完整性的不良影响。为了达到上述目的,本发明是通过如下技术方案实现的:一方面,本发明提供了一种确定差分过孔位置的方法,包括:确定差分过孔的位置设置范围;根据所述位置设置范围,确定相应的至少一个测试方案;通过执行每一个所述测试方案,获得与每一个所述测试方案相对应的测试结果;根据每一个所述测试结果,确定所述差分过孔的位置。进一步地,所述测试结果包括:所述差分过孔的过孔阻抗值,或,所述过孔阻抗值和与所述过孔阻抗值相对应的差分走线链路的走线阻抗值,其中,所述走线阻抗值包括:初始走线阻抗值,和/或,当前走线阻抗值。进一步地,所述确定差分过孔的位置设置范围,包括:根据预先确定的差分走线链路的总长,以及差分过孔的允许设置范围,确定所述差分过孔在所述差分走线链路中的位置设置范围。进一步地,所述根据所述位置设置范围,确定相应的至少一个测试方案,包括:根据所述位置设置范围,以及根据预先确定的差分走线链路的总长和所述差分过孔的外径尺寸,确定相应的至少一个测试方案。进一步地,所述测试方案包括:差分走线链路上符合所述位置设置范围的任一具体位置,且所述差分过孔的中心位于所述具体位置处。进一步地,所述测试方案,还包括:所述差分走线链路的第一参数信息和所述差分过孔的第二参数信息;所述通过执行每一个所述测试方案,获得与每一个所述测试方案相对应的测试结果,包括:根据每一个所述测试方案中的所述第一参数信息、所述第二参数信息和所述具体位置,建立相应的结构模型,其中,所述结构模型中包含所述差分走线链路和所述差分过孔;通过运行所述结构模型,生成与每一个所述结构模型相对应的测试结果。进一步地,所述根据每一个所述测试结果,确定所述差分过孔的位置,包括:对比每一个所述测试结果,确定其中的最优测试结果;根据与所述最优测试结果相对应的最优测试方案,获取所述最优测试方案中的目标具体位置;根据所述目标具体位置,确定所述差分过孔的位置。进一步地,所述测试结果中包括:所述差分过孔的过孔阻抗值和所述差分走线链路的走线阻抗值;所述对比每一个所述测试结果,确定其中的最优测试结果,包括:分别获取每一个所述测试结果中的过孔阻抗值及相应的走线阻抗值;分别计算每一个所述过孔阻抗值与相应的所述走线阻抗值的差值;通过对比每一个所述差值,判断出其中的最小的正值;确定与所述最小的正值相对应的测试结果为最优测试结果。进一步地,所述差值包括:△Z=Z1-Z2,其中,△Z为所述差值,Z1为所述走线阻抗值,Z2为所述过孔阻抗值。另一方面,本发明提供了一种印制电路板PCB,包括:至少一个差分过孔,其中,所述差分过孔的位置是利用上述任一所述的一种确定差分过孔位置的方法来确定。本发明提供了一种确定差分过孔位置的方法及一种PCB,首先确定差分过孔的位置设置范围,并根据该位置设置范围,确定相应的至少一个测试方案;通过执行每一个测试方案,获得与每一个测试方案相对应的测试结果,并根据每一个测试结果,以确定差分过孔的位置。由于对差分过孔的相关具体情况进行了分析测试,以根据测试结果来确定差分过孔的位置,故所确定出来的位置较为适宜,有益于减少差分过孔对所传输信号的影响。因此,本发明能够降低差分过孔对所传输信号的信号完整性的不良影响。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附图。图1是本发明一实施例提供的一种确定差分过孔位置的方法的流程图;图2是本发明一实施例提供的另一种确定差分过孔位置的方法的流程图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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的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,本发明实施例提供了一种确定差分过孔位置的方法,可以包括以下步骤:步骤101:确定差分过孔的位置设置范围。步骤102:根据所述位置设置范围,确定相应的至少一个测试方案。步骤103:通过执行每一个所述测试方案,获得与每一个所述测试方案相对应的测试结果。步骤104:根据每一个所述测试结果,确定所述差分过孔的位置。本发明实施例提供了一种确定差分过孔位置的方法,首先确定差分过孔的位置设置范围,并根据该位置设置范围,确定相应的至少一个测试方案;通过执行每一个测试方案,获得与每一个测试方案相对应的测试结果,并根据每一个测试结果,以确定差分过孔的位置。由于对差分过孔的相关具体情况进行了分析测试,以根据测试结果来确定差分过孔的位置,故所确定出来的位置较为适宜,有益于减少差分过孔对所传输信号的影响。因此,本发明实施例能够降低差分过孔对所传输信号的信号完整性的不良影响。在一种可能的实现方式中,为了能够根据测试结果以确定出差分过孔的适宜位置,所以,所述测试结果包括:所述差分过孔的过孔阻抗值,或,所述过孔阻抗值和与所述过孔阻抗值相对应的差分走线链路的走线阻抗值,其中,所述走线阻抗值包括:初始走线阻抗值,和/或,当前走线阻抗值。在一种可能的实现方式中,为了说明差分过孔的位置设置范围的一种确定方式,所以,所述确定差分过孔的位置设置范围,包括:根据预先确定的差分走线链路的总长,以及差分过孔的允许设置范围,确定所述差分过孔在所述差分走线链路中的位置设置范围。在一种可能的实现方式中,为了说明根据确定的差分过孔的位置设置范围,以确定测试方案的方式,所以,所述根据所述位置设置范围,确定相应的至少一个测试方案,包括:根据所述位置设置范围,以及根据预先确定的差分走线链路的总长和所述差分过孔的外径尺寸,确定相应的至少一个测试方案。在一种可能的实现方式中,为了能够根据测试方案的测试结果,以确定出差分过孔的适宜位置,所以,所述测试方案包括:差分走线链路上符合所述位置设置范围的任一具体位置,且所述差分过孔的中心位于所述具体位置处。在一种可能的实现方式中,为了说明测试结果的获取方式,所以,所述测试方案,进一步包括:所述差分走线链路的第一参数信息和所述差分过孔的第二参数信息;所述通过执行每一个所述测试方案,获得与每一个所述测试方案相对应的测试结果,包括:根据每一个所述测试方案中的所述第一参数信息、所述第二参数信息和所述具体位置,建立相应的结构模型,其中,所述结构模型中包含所述差分走线链路和所述差分过孔;通过运行所述结构模型,生成与每一个所述结构模型相对应的测试结果。在一种可能的实现方式中,所述第一参数信息可以包括:所述差分走线链路的总长和所述差分走线链路的宽度。在一种可能的实现方式中,所述第二参数信息可以包括:所述差分过孔的外径尺寸和所述差分过孔的内径尺寸。在一种可能的实现方式中,为了能够确定出相对适宜的差分过孔位置,所以,所述根据每一个所述测试结果,确定所述差分过孔的位置,包括:对比每一个所述测试结果,确定其中的最优测试结果;根据与所述最优测试结果相对应的最优测试方案,获取所述最优测试方案中的目标具体位置;根据所述目标具体位置,确定所述差分过孔的位置。在一种可能的实现方式中,为了说明最优测试结果的确定方式,所以,所述测试结果中包括:所述差分过孔的过孔阻抗值和所述差分走线链路的走线阻抗值;所述对比每一个所述测试结果,确定其中的最优测试结果,包括:分别获取每一个所述测试结果中的过孔阻抗值及相应的走线阻抗值;分别计算每一个所述过孔阻抗值与相应的所述走线阻抗值的差值;通过对比每一个所述差值,判断出其中的最小的正值;确定与所述最小的正值相对应的测试结果为最优测试结果。在一种可能的实现方式中,所述差值包括:△Z=Z1-Z2,其中,△Z为所述差值,Z1为所述走线阻抗值,Z2为所述过孔阻抗值。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。如图2所示,本发明一个实施例提供了确定差分过孔位置的方法,该方法可以包括以下步骤:步骤201:确定差分走线链路的总长和宽度,确定差分过孔的允许设置范围、内径尺寸和外径尺寸。差分过孔在差分走线链路上的设置位置不同,相应的信号过孔阻抗连续性通常也会有所区别。当需要在差分走线链路上设置差分过孔时,为了能够确定出适宜的差分过孔设置位置,以尽可能使信号过孔时有较好的阻抗连续性,首先可以确定差分走线链路和差分过孔的参数信息。例如,在本实施例中,可以预先确定差分走线链路的总长为10inch,差分走线链路的宽度为5Mil,差分过孔的内径尺寸为10Mil,差分过孔的外径尺寸为20Mil。此外,根据实际应用需求,还可以确定信号换层传输的允许范围。为了能够在该允许范围内实现信号的换层传输,即在该允许范围内设置差分过孔,可以确定该允许范围即为差分过孔的允许设置范围。明显地,差分走线链路需要与该允许设置范围存在一定的交集,这一交集部分即为差分过孔在差分走线链路上的位置设置范围。步骤202:根据差分走线链路的总长和差分过孔的允许设置范围,确定差分过孔在差分走线链路中的位置设置范围。由上述可知,差分走线链路和差分过孔的允许设置范围的交集部分,可以为差分过孔在差分走线链路上的位置设置范围。明显地,这一位置设置范围可以为差分走线链路上的部分链路。此外,该部分链路在差分走线链路上可以是连续的,也可以是分段不连续的。例如,在本实施例中,差分走线链路的总长为10inch,差分过孔在差分走线链路中的位置设置范围可以为5inch~9inch。步骤203:根据位置设置范围、差分走线链路的总长和差分过孔的外径尺寸,确定相应的至少一个测试方案。详细地,测试方案可以包括差分走线链路上符合位置设置范围的任一具体位置,且差分过孔的中心位于该具体位置处。此外,为了便于测试方案的执行,这一测试方案还可以包括差分走线链路和差分过孔的其他参数信息,如差分走线链路的总长和宽度、差分过孔的内径尺寸和外径尺寸。对于5inch~9inch这一位置设置范围,为了保证所传输信号的正常换层传输,差分过孔应处于该位置设置范围内,即差分过孔的外径应处于该位置设置范围内。同时参考差分走线链路的总长为10inch,可以确定出相应的测试方案有7个,且这7个测试方案中的具体位置可以分别为5.5inch、6.0inch、6.5inch、7.0inch、7.5inch、8.0inch、8.5inch。步骤204:建立与每一个测试方案相对应的结构模型。依据每一个测试方案中的具体位置及各参数信息,可以进行相应结构模型的建立。其中,所建立的结构模型中包含差分走线链路和差分过孔。在一种可能的实现方式中,可以利用HFSS(HighFrequencyStructureSimulator,高频结构仿真)这一三维电磁仿真软件进行建模。比如,对于具体位置为5.5inch的测试方案,所建立的结构模型中,差分走线链路的总长为10inch、线宽为5Mil,在该差分走线链路的5.5inch处设置一个内径尺寸为10Mil、外径尺寸为20Mil的差分过孔,且该差分过孔的中心位于该5.5inch位置处。步骤205:通过运行每一个结构模型,生成相应的测试结果。在本实施例中,在完成结构模型的建立之后,针对每一个结构模型,可以通过运行结构模型以进行信号仿真传输过程,测试完成之后可以自动生成相应的测试结果。在一种可能的实现方式中,可以通过HFSS软件测试每一个结构模型,相应的测试结果可以为仿真链路阻抗出峰图,且为便于测试结果的对比分析,全部出峰图可以置于同一显示页面中。通过仿真链路阻抗出峰图,可以获得与每一个测试方案相对应的信号传输阻抗变化情况、在差分过孔位置处的过孔阻抗值,以及相应的初始走线阻抗值和当前走线阻抗值。详细地,对于每一个测试方案的测试结果中所包含的信息,可以有下述两种实现方式:方式A:差分过孔的过孔阻抗值;方式B:差分过孔的过孔阻抗值和差分走线链路的走线阻抗值。其中,在方式B中,走线阻抗值还可以为初始走线阻抗值,和/或,与过孔阻抗值相对应的当前走线阻抗值。通常情况下,与差分过孔的过孔阻抗值相比,随着差分走线链路的延长,差分走线链路的走线阻抗值变化相对不大。比如,在本实施例中,差分走线链路的初始走线阻抗值为100ohm,相应的变化量介于0~4ohm之间。因此,测试结果可以采用上述方式A,即只包含差分过孔的过孔阻抗值。其中,过孔阻抗值越高,其和相应的走线阻抗值的差距越小,信号由差分走线链路经过差分过孔时的阻抗突变小,相应的过孔阻抗连续性好,故有益于保证所传输信号的信号完整性。当不同测试方案中的具体位置较为接近,以使不同测试结果间的差距较小时,测试结果可以采用上述方式B。此外,在一种可能的实现方式中,还可能出现测试结果中的过孔阻抗值高于走线阻抗值的情况,而这一情况所对应的差分过孔的设置位置,在实际应用中通常不被采取,故测试结果优选地需要采用上述方式B。同时,随着差分走线链路的延长,无论走线阻抗值的变化程度如何,为了能够准确的对比判断每一个测试结果,优选地,测试结果中的走线阻抗值可以为与过孔阻抗值相对应的当前走线阻抗值。通常情况下,与其他测试结果相比,当一个测试结果中的过孔阻抗值最接近相应的当前走线阻抗值,且同时小于该当前走线阻抗值时,这一测试结果相对为最优测试结果,相应的差分过孔的具体位置可以为最优具体位置。在本实施例中,测试结果采用上述方式B,且走线阻抗值为与过孔阻抗值相对应的当前走线阻抗值。步骤206:分别获取每一个测试结果中的过孔阻抗值及相应的走线阻抗值。对于上述7个测试方案,其中的差分过孔的具体位置分别为5.5inch、6.0inch、6.5inch、7.0inch、7.5inch、8.0inch、8.5inch,针对与之相对应的7个测试结果,可以获取每一个测试结果中的当前走线阻抗值和过孔阻抗值。例如,可以依次为102ohm和88ohm、102ohm和90ohm、103ohm和92ohm、103ohm和93ohm、104ohm和98ohm、103ohm和104ohm、103ohm和107ohm。其中,由于7个方案中除差分过孔的具体位置不同外,其他参数信息均相同,则7个方案的初始走线阻抗值可以均为100ohm。但考虑到走线阻抗值随差分走线链路的延长也会出现一定程度的变化,故本发明实施例以当前走线阻抗值为基准与过孔阻抗值进行对比。步骤207:分别计算每一个过孔阻抗值与相应的走线阻抗值的差值。为了能够确定出相对最优的测试结果,所以上述差值可以通过公式△Z=Z1-Z2进行计算,其中,△Z为差值,Z1为走线阻抗值,Z2为过孔阻抗值。由上可知,与上述7个测试方案相对应的差值,依次为14ohm、12ohm、11ohm、10ohm、6ohm、-1ohm、-4ohm。步骤208:通过对比每一个差值,判断出其中的最小的正值。可以看出,这7个差值中,最小的正值为6ohm,故相应的测试结果及测试方案相对最优。步骤209:确定与最小的正值相对应的测试结果为最优测试结果。与低频信号的短链路信号传输相比,由于高频信号在长链路传输过程中,随着链路的延长,高频信号衰减明显。由于差分过孔的过孔阻抗值与信号频率呈反比,故差分过孔在差分走线链路上的设置位置越靠后,信号频率衰减越多,相应的过孔阻抗值越高,从而使过孔阻抗值和走线阻抗值越接近。但是,当设置位置过于靠后时,过孔阻抗值可能高于走线阻抗值,且信号频率的衰减也较高,可能会对所传输信号自身存在不利影响,故可以优选所有差值中的最小的正值,而非优选最小的差值绝对值。步骤210:根据与最优测试结果相对应的最优测试方案,获取最优测试方案中的目标具体位置。由于最小的正值为6ohm,则与之对应的测试方案为最优测试方案,该方案中的差分过孔的具体位置为7.5inch。因此,上述目标具体位置即为7.5inch。步骤211:根据目标具体位置,确定差分过孔的位置。因此,对于总长为10inch、线宽为5Mil的差分走线链路,当差分过孔的内径尺寸为10Mil、外径尺寸为20Mil时,可以将差分过孔在该差分走线链路上的具体位置设置为第7.5inch位置处。当在7.5inch对应位置处设置差分过孔时,信号传输链路的阻抗值由走线阻抗值104ohm转变至过孔阻抗值98ohm,过孔后再转变成104ohm以继续传输,这一信号传输链路的阻抗连续性相对较好,阻抗突变小,有益于保持所传输信号的信号完整性。在本发明实施例中,可以根据差分走线链路和差分过孔的具体参数信息,确定出相应的多个测试方案,并通过对比分析每一个测试方案的测试结果,从而确定出差分过孔在差分走线链路上的优选设置位置。通过这一实现方式,可以尽可能的缩小过孔阻抗值和走线阻抗值之间的差距,提高信号过孔时的阻抗连续性,从而尽可能的保证所传输信号的信号完整性。该实现方式简单易用、可操作性强,易于在设计和制作中实现。此外,本发明实施例提出的这一确定差分过孔位置的方法,尤其适用于高频信号在中长链路中的传输过程,优化效果显著。阻抗不连续点的结构对信号的影响较为复杂,比如会对所传输信号造成信号反射、串扰、衰减、辐射、周期性谐振等多种不利于信号完整性的情况。因此,通过本发明实施例所提出的确定差分过孔位置的方法,可以对差分过孔在差分走线链路中的设置位置进行优化,适宜的设置位置可以相应的提高信号过孔时的阻抗连续性,从而避免或减缓因阻抗不连续所造成的信号反射、串扰、衰减、辐射、周期性谐振等多种不利于信号完整性的情况。此外,本发明实施例还提供了一种PCB(PrintedCircuitBoard,印制电路板),可以包括至少一个差分过孔,其中,所述差分过孔的位置是利用上述任一所述的一种确定差分过孔位置的方法来确定。在本实施例中,可以根据差分过孔和差分走线链路的参数信息,确定出差分过孔的优选位置。且经多次仿真验证可知,在实际应用中,对于PCB中常见的差分走线链路和差分过孔,在确定差分过孔的位置时,通常可以将差分过孔的位置设置在差分走线链路的偏后端部分。上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本发明方法实施例基于同一构思,具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述,此处不再赘述。综上所述,本发明的各个实施例至少具有如下有益效果:1、本发明实施例中,首先确定差分过孔的位置设置范围,并根据该位置设置范围,确定相应的至少一个测试方案;通过执行每一个测试方案,获得与每一个测试方案相对应的测试结果,并根据每一个测试结果,以确定差分过孔的位置。由于对差分过孔的相关具体情况进行了分析测试,以根据测试结果来确定差分过孔的位置,故所确定出来的位置较为适宜,有益于减少差分过孔对所传输信号的影响。因此,本发明实施例能够降低差分过孔对所传输信号的信号完整性的不良影响。2、本发明实施例中,可以根据差分走线链路和差分过孔的具体参数信息,确定出相应的多个测试方案,并通过对比分析每一个测试方案的测试结果,从而确定出差分过孔在差分走线链路上的优选设置位置。通过这一实现方式,可以尽可能的缩小过孔阻抗值和走线阻抗值之间的差距,提高信号过孔时的阻抗连续性,从而尽可能的保证所传输信号的信号完整性。该实现方式简单易用、可操作性强,易于在设计和制作中实现。此外,本发明实施例提出的这一确定差分过孔位置的方法,尤其适用于高频信号在中长链路中的传输过程,优化效果显著。3、本发明实施例中,可以对差分过孔在差分走线链路中的设置位置进行优化,适宜的设置位置可以相应的提高信号过孔时的阻抗连续性,从而避免或减缓因阻抗不连续所造成的信号反射、串扰、衰减、辐射、周期性谐振等多种不利于信号完整性的情况。需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个······”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。最后需要说明的是:以上所述仅为本发明的较佳实施例,仅用于说明本发明的技术方案,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。
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