DDR设计需要背钻吗,用实际案例来分析

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一博科技自媒体高速先生原创文|黄刚

背钻，相信从事PCB设计或加工的朋友来说不会陌生。我们知道，这个工艺现在已经比较广泛应用在10G以上的高速串行通道设计中了，它的作用主要是解决过孔stub较长导致的高频能量急剧衰减的问题，越小的过孔stub，急剧衰减的频段越高，因此我们在高速设计会着重考虑它。我们也可以通过2维或者3维对过孔的仿真，得到stub和回损插损曲线的关系，例如下图所示：



可以看到，随着过孔stub越来越长，尖峰谐振点出现的频段会逐渐向低频移动，也就是说会逐渐影响到更低频段能量的衰减。当然对于点对点的高速串行信号来说，我们比较容易去下结论要不要背钻，现在随着我们的DDR并行信号的速率也越来越高之后，像目前通用的ddr4的速率是2400Mbps，那我们需要背钻吗？

为此，本人也做了一个简单的仿真（针对地址信号的仿真）来看看到底差异有多大？

一个简单的fly_by拓扑的设计如下：



如果地址信号走得靠近表层的话，的确，换层过孔带来的stub可以比较长。



我们对这个信号拓扑进行不同过孔stub长度（从0mil到120mil的stub）的扫描仿真，得到的波形结果（第一个颗粒）会是这样：



我们直观的看到，有差异的地方主要在上下电平振荡的位置，我们放大一点看下，发现会影响大概25mV的裕量。



从眼图上看，也大概能看到些变化，说明stub还是会对信号质量产生一定的影响。



那么对于速率更高的数据信号而言，情况又是怎么样的呢？本人还是以仿真数据来说明吧，不同过孔stub的结果如下：



从眼图来看，信号的幅值似乎差异不大，差异主要在于上升（下降）沿这里。从波形上上升/下降沿看可以看到20mil的stub和没有stub的差异主要有30ps左右。