PCB版图设计——基于高速FPGA的PCB设计技术

　　对于速率超过2Gbps的信号，必须考虑成本更高的解决方案。在这么高的频率下，背板厚度和过孔设计对信号的完整性影响很大。背板厚度不超过0.200英寸时效果较好。当PCB上为高速信号时，层数应尽可能少，这样可以限制过孔的数量。在厚板中，连接信号层的过孔较长，将形成信号路径上的传输线分支。采用埋孔可以解决该问题，但制造成本很高。另一种选择是选用低耗损的介电材料，例如Rogers 4350, GETEK或ARLON。这些材料与FR4材料相比其成本可能接近翻倍，但有时这是唯一的选择。

　　还有其他一些用于FPGA的设计技术，它们可以提供I/O位置的一些选择。在关键的高速SERDES设计中，可以通过保留(但不用)相邻的I/O引脚来隔离SERDES I/O。例如，相对于SERDES Rx和Tx, VCCRX# 和 VCCTX#以及球位置，可以保留3x3 或5x5 BGA 球区域。或者如果可能的话，可以保留靠近SERDES的整个I/O组。如果设计中没有I/O限制，这些技术能够带来好处，而且不会增加成本。

　　最后，也是最好的方法之一是参考FPGA制造商提供的参考板。绝大部分制造商会提供参考板的源版图信息，虽然由于私有信息问题可能需要特别申请。这些电路板通常包含标准的高速I/O接口，因为FPGA制造商在表征和认证他们的器件时需要用到这些接口。不过要记住，这些电路板通常是为多种用途设计的，不见得与特定的设计需求刚好匹配。虽然这样， 它们仍可以作为创建解决方案的起点。

　　本文小结

　　当然，本文只谈及了一些基本的概念。这里所涉及的任何一个主题都可以用整本书的篇幅来讨论。关键是要在为PCB版图设计投入大量时间和精力之前搞清楚目标是什么。一旦完成了版图设计，重新设计就会耗费大量的时间和金钱，即便是对走线的宽度作略微的调整。不能依赖PCB版图工程师做出能够满足实际需求的设计来。原理图设计师要一直提供指导，作出精明的选择，并为解决方案的成功负起责任。