高速先生成（chéng）員（yuán）--黃剛

高速信號發展越來越（yuè）快，無論（lùn）是PCB設計工程（chéng）師還是硬件工程師接收到的高速理論（lùn）也越來越多了（le），什麽趨（qū）膚效應，玻（bō）纖效應，邊緣輻射效應等等，隨便都能脫口而（ér）出十個八個SI理論。有時候理論學得多本身當然是好事，但是怕就怕在理論越多，做起設計來越畏（wèi）首畏尾了。Chris最近也比較忙，所以也比較少去（qù）深入到設計部去收集案例了，難得有一位資深的（de）設計部同事Kevin找到（dào）我，問起這個問題來……

嗯，他的問題（tí）就很清晰了，也就（jiù）是上下兩層高速走線L10和L12層共用一個參（cān）考層L11層。沒想到Chris沒過幾秒鍾立馬就（jiù）回複了：

可能是生怕自己（jǐ）表達得不全麵，Kevin又特意補了一句：

問題（tí）感覺看起來更嚴重了啊，又（yòu）是TX和RX的反（fǎn）向信號的串擾場景，而（ér）且兩層走（zǒu）線在投影上還是（shì）重疊（dié）的，這還能沒串擾，換誰都不敢輕易相信（xìn）啊！等來的（de）回複也還是Chris輕描淡寫的一句話：

Kevin也算是非常非常資（zī）深的設計部員工了，平（píng）時SI理論的確也看得夠多，但是看起（qǐ）來（lái）也是一副難以置信的樣子。

為了緩和這尷尬的氣（qì）氛，Chris主動提出（chū）：要不（bú）寫篇文章吧（ba）？

其實不僅是很多設計部的老員工問過這事，包括很多做高速的（de）客戶也（yě）問過，看起來這並不是（shì）一句沒影響就能說服大（dà）家的哈，寫篇文章，做個仿真驗證可能（néng）是更好（hǎo）的方式。

驗證的方式也很簡單，也就（jiù）是建（jiàn）個3D模型，綠（lǜ）色和紅色的（de）兩層相鄰層走線共用一個GND平麵層，然後就仿真下串擾就好了。

刷一下就（jiù）仿真完成了，本來想打開串擾的結果來看看（kàn），結果發現：縱坐標從0到100dB的（de）界麵上居然是空白（bái）的？？？

什麽鬼？仿真過程有問題，結果沒出來？別急嘛，要不把串擾量級放大到300dB界麵再看（kàn）看，如下所示：

額。。。原（yuán）來是有串擾結果跑出來（lái）的，隻是串擾太太太太太小了，小到超過了我們的認知，基本上和沒有串擾也沒兩樣了。

可能從串擾（rǎo）這個（gè）曲線上還不一定能說服大家，那要不（bú）……我們（men）看看磁場？

首先是上（shàng）下兩對走（zǒu）線都一起工作的時候的磁場圖如下：

這不（bú）和很多人（rén）想象的一樣嗎，兩對走線同時工作，他們都會產生磁場啊，而（ér）且磁（cí）場幅度也很強，怎（zěn）麽會沒有串擾呢？這裏要糾正大家認識一個（gè）誤區哈，的確兩對信號（hào）本身在工作（zuò），肯定會有（yǒu）很強的磁場（chǎng），但是判斷他們之間有沒（méi）有串擾，不是單純的看磁（cí）場強（qiáng）不（bú）強，還看磁（cí）場（chǎng）有沒有交集。如果（guǒ）磁場沒交（jiāo）集的話，哪怕強到無邊，其實它（tā）們也沒有串擾！

到底怎麽（me）算有交集，怎（zěn）麽算（suàn）沒交集呢？很簡單嘛，我們隻讓上麵（miàn）的那對高速信號在工作，下麵（miàn）的保持靜止狀態（tài），我（wǒ）們看（kàn）看上麵的磁場能不能影響到下麵的（de）走線就知（zhī）道了。

結（jié）果是這樣的：

是不是顛覆了很多人的（de）認知，上麵信（xìn）號線產生的強磁場居然一點都沒說穿（chuān）過中間的地平（píng）麵，壓根（gēn）影響不到下麵靜止的信號。所以，它們（men）的磁場沒（méi）有交集，也就（jiù）是所有……它（tā）們一丁點串擾都沒有哈！

還得是Kevin，關於Chris上麵回答的“完整”兩個事，讓Kevin又逮到了機會。

還好（hǎo）Chris也早有準備，拿出來繼（jì）續應對的話術：

行吧，本（běn）身文章寫到這就完了，既然Kevin那麽熱愛學習，那Chris當然不（bú）會掃同事的興。就按照上麵這個簡筆畫繼續（xù）驗證下，如果有（yǒu）其他非地的過孔（kǒng）打（dǎ）斷平麵之後，到底相鄰的兩層高速信號（hào）線會不會還是沒有串擾（rǎo）？

於是Chris又建了另外一個模型，而且還是個過孔打斷平麵距離不同的動圖（tú），如（rú）下所（suǒ）示：

也（yě）就是想驗證下（xià）打斷（duàn）過孔的位置（zhì）距離（lí）走線從遠到近的變化時，串擾到底還能不能一直保持很（hěn）理想（xiǎng）的情況哈。打斷過孔的位置從最遠的30mil到最近的10mil，每隔5mil一種，一共5種case的掃（sǎo）描。

不賣關子（zǐ）啦（lā），文（wén）章已經很長了，要是再（zài）長點大家都（dōu）不看了哈。直接看仿真掃描後的結果，如下所示：

可以看到，被過孔打斷後，平麵就變得不是完整的狀態了，這個時候就和很多朋友想（xiǎng）象的一樣了，串擾就有了，而（ér）且隨著平（píng）麵打斷的位置距離走線越近（例如（rú）最（zuì）近10mil的狀態下），串擾就明（míng）顯（xiǎn）了。

我們來看看10mil距離（lí）下，同樣隻讓上（shàng）麵那對高速線工（gōng）作，下麵高速線靜止時（shí）的磁場。

可以看到，當平麵變得不（bú）完整之（zhī）後，上麵（miàn）信號的磁場就能夠通過過孔的縫隙穿到下麵靜止的信號中（zhōng）了，那就是磁場有交集了，這不就真的有（yǒu）串擾了嘛！

好久沒寫過那麽長的文章了，當然的確也感謝Kevin給Chris提供的（de）素材（cái）。這個問題相信不止Kevin有疑惑的，我司很多設計部同事，包括很多外部的（de）客戶都有疑惑，剛好（hǎo）借（jiè）著這個機會就一篇文章說（shuō）清楚了，也算是給大（dà）家一個（gè）很好的仿真結論支撐，讓大家以後遇到這種（zhǒng）很常見的高速走（zǒu）線設計方案時再也不慌了哈！

問題：大家平時（shí）設計（jì）中有（yǒu）沒有遇到自己把握不住的（de）各種走線之間或過孔之間的串（chuàn）擾問題，都可以留言發問哈（hā），說不（bú）定（dìng）下篇文章就是用你們的素材了……