高（gāo）速先生成員-- 黃剛

最近Chris都在出差，在各地的研討會上與眾（zhòng）多的硬件工程師交流，發現現在硬件工程師除了對前端的硬件原理很了解之外，也慢慢（màn）的對（duì）PCB設計有了很深的認知（zhī）。在某一次交談中，Chris給他們去分享（xiǎng）DDR的仿真設計這個話題，發（fā）現他們也有了（le）很多優化的想法。例如這篇文（wén）章的例子，是一（yī）個比較複雜的1拖多（duō）的（de）DDR4拓撲，然後雙方就圍繞著這個case展開了激烈但是很禮貌的討論。。。

 

 

像上圖這個1拖多（duō）的fly-by+T的混合（hé）拓撲（pū），Chris和大家（jiā）分享這個拓撲有哪些點比（bǐ）較影響（xiǎng）DDR顆粒的信號質量，沒想到這家客戶還是比較懂的（de），一語中的就指出了最大的優化（huà）方（fāng）向，那就是從主幹道到顆粒的這段分支（zhī）要越短越好，也就是下圖所示的這幾（jǐ）段走線。

 

 

這個客戶還（hái）是（shì）比較的愛學習（xí），除了硬件本身的知識外，還花很多時間去了解PCB設計的知識，也看了很多主流芯片的PCB設計指導書，對DDR設計包括高速設計有比較深的認識。的確，對於上麵這個DDR的（de）混合拓撲而言，分支（zhī）長度越短越好，而且（qiě）還越對稱越好。

 

 

從一些理論的仿真結果來看，這（zhè）個分支（也叫stub）越長，對顆粒，尤其是靠近芯片的第一組顆粒的信號質量影響越大。

 

 

 

這個客戶越講越興奮，還順手拿出了（le）我們SI團隊今年幫（bāng）他做過仿真的DDR4設計來調侃。這是（shì）一款客戶自己設計（jì），然（rán）後我們去做仿（fǎng）真幫他們驗證信號質量的case。

這是一個1拖（tuō）9的DDR4負載，表層5個顆粒，底層4個顆粒的fly-by+T的混合拓撲。

 

 

 

客戶首先根據他們看到過的設計指導書先做了初始版本的設計給我們仿真，我們SI團隊就先對這個版本進行仿真，然後仿（fǎng）真發（fā）現拓撲中有優化的（de）地方就（jiù）把優化意（yì）見給到客戶，客戶進行修改後，再把（bǎ）新版本（běn）給我們進行仿真迭代。所以通過這個流程，大家就能知道，如果設計是客戶自己（jǐ）做，我們去做仿真的話，我們的工作量其實會大（dà）一（yī）點，因為涉及到可（kě）能雙方的多次迭代過程。

 

 

這個客戶自己（jǐ）也有一些優化的想法，所以前麵的一些走線長度和阻抗的（de）優化調整（zhěng）意（yì）見給到他們的時候，他（tā）們也能夠接受，並且（qiě）表示讚同。當我們提出最後一項優化方案後，他們就（jiù）表示出（chū）了深深的不太理（lǐ）解了。

這（zhè）一條意見就是讓表底（dǐ）層的（de）走線特意做成不一樣長。這是1拖9的地址控製信號，由於地址控製信號的數量比較多，需要分為3到4層才能走完，板子（zǐ）是3mm厚，一共是22層設計。其中有若幹根地址（zhǐ）控製信號的主幹道，客戶走到了第20層。下圖是客戶本（běn）身的設計，如下所示：

 

 

客戶（hù）設計的版本已經（jīng）考慮到了表底層（céng）這段分（fèn）支的影響，把這段表底層走線盡量做短（duǎn），而且還嚴格的對稱，stub線長做到了才77mil，表底（dǐ）層長度也一樣。

 

 

客（kè）戶覺得（dé）這個設計是很不錯的，所以他們（men）沒法理解，我們SI團隊仿真驗證完（wán）後，居（jū）然做成了不等長的設計。表層的走線保持（chí）77mil不變，但是把底層的走（zǒu）線（xiàn）做成了139mil。不僅stub變長了，而且還不對稱！客戶越說越激（jī）動，感覺真的（de）很難接受。

 

 

Chris看到這個（gè）例子（zǐ），瞬間就明白緣由了。按照目前很多地址控製（zhì）信號線主（zhǔ）幹道（dào）走到（dào）了18和20層（céng）的這個原始版本，我們SI團隊進（jìn）行了全通道的仿真，發現信號質量的確不怎麽樣，如下所示：

 

 

如（rú）果能把（bǎ）這把地址控製信號走線保持表底（dǐ）層都是77mil不變，然後挪到靠（kào）中間層去（qù）走主幹（gàn）道，例如挪到（dào）L7，L9，L14層這幾層（céng）中間層（céng）去走的話，效果會怎麽樣呢？雖（suī）然在這個項目中，中間層需（xū）要走其（qí）他高速信號，沒法真正實現DDR的地址控製信號走到這些層去，但是我們先在（zài）仿真上看看效果是可以操（cāo）作的哈。

 

 

沒錯，這個（gè）就是跟客戶的理（lǐ）論預期是一樣的，信號質量就比較完美了，如下所示：

 

 

 

客（kè）戶看到這裏之後，其實也開始有點懵了（le），為什麽我的表（biǎo）底層分支長度都是（shì）77mil，隻是主幹道放到了不同的層去走（zǒu），信號質量影（yǐng）響就那麽大了？

 

 

最後在Chris耐心地給他們講述下當中的差異和更（gèng）深層次的原理，並給（gěi）出（chū）在原始版本基（jī）礎中加長底層走線後的仿真結果（guǒ）後，對比發現，原始版本在底（dǐ）層加長走線的case雖然（rán）看起（qǐ）來達不到直接放在中間層的效果好，但是也比原始不（bú）加長的設計要有一定的改善了。客戶最終信服了，覺（jiào）得理（lǐ）論（lùn）終歸是理（lǐ）論，還是要結合到（dào）設計本身的情（qíng）況來應用（yòng）才是王道啊！