高速先生成員-- 黃剛

據（jù）說人生這三個方式能解決幾乎所（suǒ）有生活中遇到的問題：“多喝水”、“重啟”和（hé）“不行就算了”。放在高速先生前麵的（de）話，“喝水”和“重啟（qǐ）”自（zì）然不在話下；對於“不行就算”？努力的高速先生通常不會，但（dàn）是麵對下麵這（zhè）個測試，高速先生也一（yī）度產生了這個想法……

高速先生聽說過很多（duō）SI的結論，也通過測試能逐（zhú）一的把它們呈現出來。我們做（zuò）過了幾（jǐ）十款的測試板去驗證業界已有的或者自己腦洞大開“創造”出來的一些SI的結論，基本上大多都是（shì）通過一次測試就能把結論驗證清楚，然而有一個DUT（待測物），高速先生印象（xiàng）中做了5，6個測試板都依然沒把它（tā）真實的特性測試出來（lái）。嗯，沒錯，就是今天的主人公，玻纖效應。它的影響和原因高速先生已經在以往的文章中分享了（le）N+1遍了，這裏再再再一次不重複了哈。但是理論是理論，那麽到底能不能從真正測試中去測（cè）出來它的影響呢？我相信業（yè）界（jiè）都很（hěn）想測試（shì）出來而又很難以測試出來。高速先生以往也一直很努力（lì）想去實現這個目的，一開始高（gāo）速先生也和業界（jiè）一樣，使用著（zhe）最常規的方法進行玻纖效應的測試，那就是“碰運（yùn）氣”。也就是做一大把一樣的差分線在測試板上或者在同一批次上，希望總有那麽幾對能呈現出玻纖效應（yīng）的影響特性出來。

是的，我們期望的是在可能幾十對差分線裏麵發現一對是下麵（miàn）這個樣子的，也就（jiù）是剛好一根走（zǒu）在（zài）玻纖上，一根走在空窗（chuāng）上，這樣的話才能看到由玻纖布帶來的影響。

因此為了驗（yàn）證的效果我們（men）一般都會選取玻纖開窗比（bǐ）較大的PP類型，也就是傳說中的（de）“1080”。由於它的玻（bō）纖編織窗口比較大，玻纖和窗口（也就是填滿樹（shù）脂的位置）的DK（介電常數）會有所差異，我們差分線P和N分（fèn）別走到不同DK的位置表現出來的（de）影響就稱為玻纖效（xiào）應咯。它的影響主要來自P和N經曆了不（bú）同介電常（cháng）數之後的延時會不同，我們知道skew對（duì）差分線會產生（shēng）比較大的影響，這和走（zǒu）線的不等長產生的時序問題是類似的。

關於時序，可以觀看下高速先生（shēng）隊長親自拍攝的視頻哈，講得通俗易懂。

但是現實中差分線不會那麽聽話的剛好走到這個特定的位置，因為（wéi）加工的時候對PP的裁剪和擺放（fàng）都是隨機（jī）的，而（ér）我們設計的走線是無法預先知道，所以對於這種（zhǒng）偶然的現象，一（yī）般來說測試很多對5inch，10inch的差分線（xiàn）都是以下這個結果（guǒ）。差分對間P和N的skew也就是（shì）那麽1ps以內，壓根測試（shì）不出來理論上所說的幾個ps到10幾（jǐ）ps的差別。

高速先生的測試經驗告訴我們，通過增加測試的差分對數量去捕捉玻纖效應並（bìng）不一定能成功（很大概率會無功而返），原（yuán）因在（zài）於設（shè）計的差分線並不（bú）能很好的找到玻纖布空窗的位置，另外差分線的線寬（kuān）和間距和玻纖的間隙也會互相重疊。因此我們能不能找到一個可以無視前麵的限製的（de）測試思路呢？

高速先生對玻纖布進行了一些定量的研究，發現它們有幾個（gè）特點（diǎn），一（yī）是有規律的（de）編織，每一行（háng）/列基本一（yī）致；另外是（shì）空窗的大小在幾mil到十幾mil之間（看不同（tóng）的pp類型）。然後……高速先（xiān）生就想到了一個理論上一定能測試玻纖效應的（de）方法！

來了來（lái）了，本文的核心內容來啦！我們用單端線進行設（shè）計，這樣首先就能規避差分（fèn）線同時在空窗或者玻纖（xiān）上從（cóng）而掩蓋（gài）玻纖效應的問題（tí），然後我們同（tóng）樣的做8到10根單端線，但是（shì）和（hé）之前任（rèn）意擺放不同的是，我們這邊的單端線要遵循一個規律，就是以1mil的（de）間距進行遞增（zēng）來擺放，也（yě）就是下圖這（zhè）個設計了。

為什麽要把（bǎ）間距做成這樣了（le），估計厲害的粉絲們已經看明白（bái）了。就是讓設計在玻纖的無規律中去捕捉規律，我們雖然不知道哪個地方是我們（men）需要的（de）空窗位置，但是按照玻纖的排列方（fāng）式以（yǐ）及空窗的大概長度，我們（men）以1mil進行有規律的遞增時，理論（lùn）上總有一根能進入到空窗裏麵，當然也（yě）會有一些完全不在空窗裏，正好能測試出兩個極端的情況。

說做就做（zuò），我們立馬進行了設計，然後一會之後就拿到了（le）加工出來的板子。高速先生迫（pò）不及待進行了（le）測（cè）試，從測試結果來（lái）看果然驗證了之前的設想。我們測試了（le）同一個板上設計的有（yǒu）規律單端線，然後去（qù）看每根線的延時對比。我們把每根（gēn）走線的延時匯總在一起發（fā）現，最極端的（de）兩根單端線的延時差達到了16ps！！！

這個時候（hòu）大家可能無法想象到為什麽高速先生會對16ps連給三個“！”，我們還可以做這麽一個操作：把任意兩（liǎng）根單端線合成一對差分（fèn）線，來看差分線的（de）損耗（hào）結果。我們從上麵的很多根單端（duān）裏選出兩個（gè）延時差異最大和兩根差異最小的來進行差分合成（chéng），它們的損耗和模（mó）態轉（zhuǎn）換結果對比如下：

可以看到（dào）插入損耗在10GHz以後就明顯的變差，後麵頻段（duàn）的損耗幾乎增加了一倍。當然這都是由於兩根單端線的延時造成模（mó）態的轉換，所以也是充分說明了對內（nèi）skew的差異對差分線的影響程（chéng）度了。