Stratix 10器件,高速信号接口布局设计指南

ID 683132
日期 5/08/2017
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CFP4连接器布线拓扑结构设计实例

在下图中,请注意CFP4连接器没有包括在仿真中。117 mil厚度的标准24层叠层用于此设计实例。 叠层材料是Megron6,有8个信号层和4个PDR层。

图 59. CFP4连接器上的计划设计布局尺寸
图 60. 设计实例的侧面和顶视图

通道走线布线在第5层,用于以上两对。pair1在连接器焊盘下有两个GND cutouts (在第2层和第4层),而pair2在第2层只有一个GND cutout。

pair 2在第4层没有GND cutout的原因是走线布线在连接器焊盘下布线和通过时需要一个参考GND平面。这有助于获得一个最小通道路径,而不是从相反方向分路和回路,这会生成一条更长的通道路径。

下图比较了pair 1和pair 2的性能。

图 61. pair 1和pair 2的差分插入损耗
图 62. CFP4连接器焊盘的差分回波损耗
图 63. CFP4连接器焊盘的TDR差分阻抗

对比显示pair 2在15 GHz带宽内有高达0.2 dB更多的插入损耗。这是因为除了连接器焊盘下的额外布线长度,连接器焊盘下第4层上还缺少GND cutout。pair 2在15 GHz带宽内也有高达2.5 dB回波损耗。

TDR差分阻抗也显示了pair 1更少的阻抗匹配。

在下图中,布局配置已经从pair 2 (在之前实例中)更改成pair 3。

图 64. 设计实例的侧面和顶视图

在上面实例中,pair 3信号通孔已经被移到左侧。这使CFP4连接器焊盘下的pair 2在第4层有一个额外的GND cutout。在此配置中,pair 3能够在第3信号层布线。对于pair 1和pair 3,总布线长度现在是相等的。

下图比较了pair 2和pair 3的性能。

图 65. 差分插入损耗
图 66. CFP4连接器焊盘的差分回波损耗
图 67. CFP4连接器焊盘的TDR差分阻抗

上面的插入和回波损耗结果显示了在15 GHz带宽内pair 2的更佳性能。这是由于CFP4连接器焊盘下有一个更大的GND cutout (相结合的矩形cutout和信号通孔反焊盘)。从TDR差分阻抗结果中也可以观察到这一点。然而,在15 GHz以上,图 60中的pair 2显示出比图 64中pair 3更大的性能下降。