作者:周偉

通過(guò)上文的查板,我們雖然可以定性到一些問(wèn)題,但可能還是沒(méi)法徹底打消一些人的疑慮,同樣是插業(yè)務(wù)板和交換板,為什么其他的槽沒(méi)有問(wèn)題?難道不是背板的問(wèn)題嗎?這真是一個(gè)拷問(wèn)靈魂的問(wèn)題。

我們當(dāng)然是有辦法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題的,那就是仿真和測(cè)試。我們的老鐵也一直有上面的疑問(wèn),他們手上有大量的交換和業(yè)務(wù)板,且在之前的老系統(tǒng)里面運(yùn)行沒(méi)什么故障,所以就只打算修改背板來(lái)解決這個(gè)信號(hào)質(zhì)量不好的問(wèn)題,于是他們只給我們寄了安裝了業(yè)務(wù)卡插槽連接器的背板過(guò)來(lái)讓我們進(jìn)行測(cè)試。有總比沒(méi)有好,只要能測(cè)到其中一塊板子,我們照樣有辦法可以定位到問(wèn)題,下圖就是背板過(guò)孔的阻抗測(cè)試和仿真結(jié)果。

左邊是測(cè)試結(jié)果,我們直接從7槽過(guò)孔處進(jìn)行的測(cè)試,分別測(cè)試了7槽到后面業(yè)務(wù)板槽位的線路阻抗,從仿真和測(cè)試結(jié)果可以看出過(guò)孔的阻抗確實(shí)偏低,在70～75ohm左右,另外測(cè)試結(jié)果的末端最低點(diǎn)阻抗范圍在80～90ohm,這是由于這個(gè)位置的業(yè)務(wù)板插槽上有連接器及末端開路,拉高了過(guò)孔的阻抗,但阻抗仍然偏低較多。

雖然沒(méi)有交換板和業(yè)務(wù)板可以進(jìn)行實(shí)測(cè),但從背板的仿真和測(cè)試對(duì)比來(lái)看,仿真和測(cè)試結(jié)果是完全吻合的,那么我們就可以基于同樣的方法來(lái)對(duì)交換板和業(yè)務(wù)板上的過(guò)孔進(jìn)行建模,這也是SI領(lǐng)域常用的方法,和我們高速先生做測(cè)試板驗(yàn)證是一樣的道理。通過(guò)對(duì)交換板上L3層信號(hào)過(guò)孔進(jìn)行建模仿真,得到BGA及連接器處過(guò)孔的阻抗如下圖所示。

從仿真結(jié)果可以看出過(guò)孔阻抗和之前的估計(jì)很吻合,不超過(guò)60ohm,尤其是連接器處過(guò)孔才55ohm左右,這個(gè)極大的影響了信號(hào)質(zhì)量,從無(wú)源協(xié)議來(lái)看最直接影響的是通道的回?fù)p指標(biāo),因?yàn)闃I(yè)務(wù)板和交換板的處理方式、板材和疊層都差不多,所以可以不用重復(fù)建模,它們的過(guò)孔阻抗也是差不多的。

最后我們根據(jù)各部分的模型和走線情況,對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行通道無(wú)源仿真,得到的通道參數(shù)如下圖所示:

從仿真結(jié)果可以看出,通道的回?fù)p確實(shí)超標(biāo)了,同時(shí)也影響到插損的結(jié)果(9槽的系統(tǒng)整個(gè)長(zhǎng)度不到8inch),這也是為什么眼圖不好的原因。

此時(shí),如果我們盡可能的優(yōu)化背板過(guò)孔,同時(shí)將背板通道加長(zhǎng)到5inch來(lái)降低回?fù)p的影響,通道無(wú)源仿真結(jié)果如下圖所示:

可以看出回?fù)p依然超標(biāo),并且插損更大了,說(shuō)明僅僅通過(guò)優(yōu)化背板來(lái)解決目前眼圖不好的方案是行不通的。

接著我們?cè)賮?lái)看下不優(yōu)化背板,僅優(yōu)化交換板,同時(shí)加長(zhǎng)交換板上的線路到3inch的情況,仿真結(jié)果如下圖所示。

可以看出回?fù)p得到了改善,同時(shí)插損也變小了,此結(jié)果可以滿足協(xié)議的無(wú)源要求,這個(gè)結(jié)果也可以說(shuō)明為什么其他槽位的眼圖沒(méi)有太大的問(wèn)題,主要是業(yè)務(wù)板上其他槽位的信號(hào)線路比較長(zhǎng),且沒(méi)有長(zhǎng)stub的影響。所以如果只想改一種板子,優(yōu)化交換板或業(yè)務(wù)板其中一塊是最優(yōu)性價(jià)比的方案。當(dāng)然如果想把握更大,或者還想兼容后面更高速率的系統(tǒng),一次性把問(wèn)題完全解決,最好就是把交換板、業(yè)務(wù)板和背板(非必要)全部進(jìn)行優(yōu)化(不差錢方案)。整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化后的仿真結(jié)構(gòu)如下圖所示。

看到這里,我們的問(wèn)題也差不多基本解決了,但還有個(gè)疑問(wèn),為什么交換板和業(yè)務(wù)板在之前的系統(tǒng)里面沒(méi)發(fā)現(xiàn)什么大問(wèn)題呢?帶著這個(gè)疑問(wèn),我們又和老鐵交流了一下,事情終于水落石出了,之前之所以沒(méi)有出問(wèn)題,主要是信號(hào)速率還沒(méi)有到10Gbps,stub的影響還沒(méi)有那么明顯,速率高了stub的影響當(dāng)然就顯露出來(lái)了,所以說(shuō)高速信號(hào)需要關(guān)注更多的細(xì)節(jié),就如東哥的至理名言:“細(xì)節(jié)決定成敗、錢多決定有愛”。

審核編輯：符乾江