相比T拓?fù)洌琭ly-by在傳輸較高速率信號(hào)時(shí)更占優(yōu)勢(shì)一些，當(dāng)然fly-by也并不就是完美的，它自身也存在很多缺陷，例如使用fly-by，負(fù)載之間有延時(shí)差，導(dǎo)致信號(hào)不能同時(shí)到達(dá)接收端。為解決這個(gè)問(wèn)題，DDR3引入了read and write leveling，但是fly-by由于分支結(jié)構(gòu)的存在，通道本身就存在一些缺點(diǎn)。例如：通道阻抗不連續(xù)；容性突變對(duì)時(shí)序的影響等等。下面就來(lái)詳細(xì)的分析一下。

分支處阻抗的不連續(xù)程度受stub長(zhǎng)度影響

信號(hào)通道中只要有分叉就會(huì)存在阻抗的不連續(xù)，fly-by結(jié)構(gòu)處處是分叉，阻抗不連續(xù)問(wèn)題就很突出，到底這種阻抗不連續(xù)到了什么程度呢？下面就通過(guò)仿真實(shí)例來(lái)看看。在仿真軟件中搭建如下拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，掃描通道S參數(shù)，再利用S參數(shù)反推出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的阻抗。

圖1

起初，我們將Stub長(zhǎng)度都設(shè)定為100mil，掃描通道，得到通道的阻抗曲線如下

圖2

由上圖2可知，通道中有四次阻抗跌落，這些跌落分別對(duì)應(yīng)該傳輸線的四個(gè)分支。Stub的長(zhǎng)度與阻抗跌落的程度是否呈正相關(guān)呢？為簡(jiǎn)化分析過(guò)程，我們只允許通道中有一個(gè)Stub，掃描Stub長(zhǎng)度，看看阻抗的變化趨勢(shì)

圖3

仿真的結(jié)果如下圖4所示。

圖4

上圖的結(jié)構(gòu)是不是很容易讓我們聯(lián)想到過(guò)孔的Stub，沒(méi)錯(cuò)，傳輸線上的Stub和過(guò)孔的Stub效應(yīng)差不多，只不過(guò)我們?cè)诜抡孢^(guò)孔的時(shí)候，一般會(huì)選擇三維建模，而且，過(guò)孔還考慮了焊盤的效應(yīng)。

由圖4的三個(gè)波形曲線可知，Stub越長(zhǎng)，阻抗掉的越低。為什么會(huì)這樣？傳輸線瞬態(tài)阻抗計(jì)算公式為Z=√（L/C）。就是信號(hào)感知的電感與電容的比值再開根號(hào)。因?yàn)榉植嫣幍膫鬏斁€與主線之間是并聯(lián)關(guān)系，Stub就像并聯(lián)在傳輸線上的小電容，Stub越長(zhǎng)，電容量越大，阻抗也就越低。當(dāng)然，fly-by結(jié)構(gòu)的分支較多，每個(gè)分叉處都存在阻抗不連續(xù)，信號(hào)會(huì)在Stub之間來(lái)回反射，如圖5所示，所以分析起來(lái)比較復(fù)雜。

圖5

像這種復(fù)雜的反射，只能借助仿真軟件去評(píng)估它對(duì)信號(hào)的影響程度。為了解決這個(gè)問(wèn)題，工程上一般會(huì)選擇在主通道末端接上上拉電阻。但是，末端端接只能解決末端反射問(wèn)題，對(duì)于分支上的反射是不能完全消除的。

Stub電容效應(yīng)對(duì)傳輸延時(shí)的影響

我們知道，連接在通道中途的短樁線和主通道是并聯(lián)關(guān)系，而這些短樁線本身是有電容的，這就意味著這些小樁線相當(dāng)于一個(gè)個(gè)的小電容并聯(lián)在傳輸線中。由電容的頻率響應(yīng)曲線可知，電容對(duì)信號(hào)中的高頻分量的阻抗是很低的，也就是說(shuō)信號(hào)中的高頻分量會(huì)因?yàn)橥ǖ乐胁⒙?lián)的小電容被過(guò)濾掉。高頻分量的損失會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的上升時(shí)間的變緩。到底是不是這樣呢？

搭建如下拓?fù)洌聢D兩個(gè)通道的長(zhǎng)度是完全一致的。驅(qū)動(dòng)端阻抗與傳輸線阻抗相匹配，在驅(qū)動(dòng)端加載一個(gè)上升沿為1ns的激勵(lì)。

圖7

和我們推測(cè)的一樣，連線中途的Stub會(huì)導(dǎo)致信號(hào)上升沿出現(xiàn)延遲的現(xiàn)象。因?yàn)椋?TD_0=Len√LC，信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中，每遇到一個(gè)Stub就會(huì)導(dǎo)致一個(gè)小小的延遲，多次累加后就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)較大的延遲。這對(duì)高速信號(hào)來(lái)說(shuō)，是不可忽略的影響。

工程中會(huì)通過(guò)線寬補(bǔ)償來(lái)減小這種容性突變，效果究竟怎么樣呢，還是通過(guò)仿真來(lái)看一下。如上拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，調(diào)高Stub以及樁線之間走線的阻抗，看看上升沿的變化。

圖8

由圖8可知，Stub以及Stub之間的走線阻抗拉高之后，上升沿延遲現(xiàn)象得到改善。容性突變導(dǎo)致的負(fù)反射也得到一定的補(bǔ)償。細(xì)心讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)償之后，反射導(dǎo)致的過(guò)沖問(wèn)題又顯現(xiàn)出來(lái)，這可真是“按下葫蘆浮起瓢”。怎么辦？過(guò)沖問(wèn)題只有交給端接電阻去解決了。

說(shuō)了這么多，看來(lái)要想把fly-by結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)的影響說(shuō)清楚還真是沒(méi)那么容易。對(duì)于這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，常規(guī)的串?dāng)_控制自是不必多說(shuō)的，另外，還需要牢牢記住的就是：Stub能短就盡量做短些吧；在負(fù)載很多的情況下，做一下阻抗補(bǔ)償還是很有必要的。

編輯：hfy