1、前言

眾所周知，認識和控制差分skew的來源對信號完整性至關重要，并可以有效降低產(chǎn)品發(fā)生終端失效的風險。

串行鏈路差分skew的容差隨著比特率的增加而減少。例如，1Gbps（500MHz）信號能夠允許大約250ps的skew容差，這是一個很寬的窗口，也是為什么20多年前大多數(shù)工程師不需要擔心玻纖編織效應的原因。但隨著信號速率的增加，由玻纖編織效應（GWS）引起的隨機出現(xiàn)的終端失效問題越來越普遍，玻纖編織效應也引起更多設計人員的關注。

那我們在什么情況下需要開始考慮玻纖編織效應呢？如果樣機的信號質量符合預期，是否預示著批量生產(chǎn)也可以順利進行？不同的PCB微環(huán)境可能會導致差分對內的輕微信號延遲，從而導致生產(chǎn)中明顯的隨機現(xiàn)場故障。這被稱為“玻纖編織效應”，對于玻纖編織效應，預防比預測更重要，因為現(xiàn)實中預測它非常困難。本場直播我們將圍繞“玻纖編織效應”展開研討。

電巢直播預告

2023年6月29日19:30，電巢邀請到西門子EDA季伸彪老師和電巢專家杜正闊老師以《如何減輕高速PCB設計中的玻纖編織效應》為主題的直播分享。本次網(wǎng)絡研討會，兩位專家老師與大家共同探討玻纖編織效應產(chǎn)生的原因，還有大家什么時候應該開始關注玻纖編織效應以及為什么，且玻纖編織效應是如何隨機的造成難以預測的終端失效問題的。

針對以上問題，本次網(wǎng)絡研討會將介紹11種常用的緩解玻纖編織效應的方法，更好地協(xié)助設計人員控制好產(chǎn)品質量，以及實現(xiàn)未來更具挑戰(zhàn)的高速PCB設計。

2、要點前瞻

1、玻纖材料是如何制造的

2、PCB層壓板內部的微結構

3、玻纖類型概述及其對玻纖編織效應的影響

4、誰應該關心玻纖編織效應

5、確定性緩解玻纖編織效應的方法

6、概率性緩解玻纖編織效應的方法

· Skew的定義

當差分對的兩個信號在不同的時間到達接收器時，接收器可能會錯誤地解讀正在發(fā)送的數(shù)據(jù)位。兩個差分信號之間的未對準（如下圖中的“skew”所示）可能導致“眼圖閉合”和碼間干擾(ISI)，二者均為差分信號傳輸中可導致系統(tǒng)癱瘓的通信問題。

圖1. 理想情況下，收到的差分信號將如左圖所示發(fā)射器端的波形一樣對準。當正負信號未對準時，就會產(chǎn)生 “差分 SKEW”

·Skew的來源 – 玻纖編織效應

玻纖編織效應是由于差分對中一個信號周圍的微環(huán)境與差分對中另一個信號不同，微環(huán)境的差異構成差分對兩條走線之間的局部介電常數(shù)差異，其中一半差分信號 “看到” 的樹脂很有可能比另一半差分信號更多，所以最終得到兩個不同的有效 Dk，進而產(chǎn)生兩個不同的平均傳播速度，最終導致skew的發(fā)生。

圖2. 相較于底層玻纖，顯示為紅色和藍色的差分信號布線的半隨機對準往往會導致差分對的兩條信號具有不同的平均傳播速度。就本圖而言，正差分信號在玻纖上（速度較慢），而負信號的很大一部分布線在樹脂上（速度較快：在傳播速度關系中，C 為光速）

·緩解玻纖編織效應的方法

面對玻纖編織效應，行業(yè)存在各種不同的解決方法，這些方法如果使用得當，可以確定性的或者概率性的降低玻纖編織效應Skew的發(fā)生，以及減少終端功能失效的風險，部分減少玻纖編織效應的方法，包含：

圖3. 部分玻纖編織效應緩解方法

·Z-plannerEnterprise

Z-planner Enterprise 是Siemens EDA提供的一款疊層設計與規(guī)劃應用，集成了來自全球主流板材供應商的200多個系列的板材數(shù)據(jù)庫，可以滿足不同客戶對高速PCB材料的需求。包括但不僅限于AGC、Isola、EMC、斗山、ITEQ、南亞、松下、生益、TUC、Rogers、Dupont和Ventec材料商等。

基于Z-planner Enterprise豐富的CCL材料庫以及材料圖譜功能，您可以充分考慮基于不同頻率下的不同玻纖結構的Dk、Df等材料參數(shù)，可以讓您快速的選擇和決策合適的、能夠有效減輕玻纖編織效應的高速PCB板材。

圖4. Z-PLANNER ENTERPRISE材料庫中的E-GLASS及相對應的低DK玻纖材料

審核編輯：湯梓紅