仅仅只是PCB背板的问题吗?

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作者：一博科技高速先生自媒体成员 周伟
事情是这样的：某一直关注高速先生的老铁有天突然发了一个求助邮件给我们，内容如下：

我们拿到板子文件，根据描述，背板的架构如下，其中有问题的是交换板6槽到3、4槽，交换板7槽到9、10槽。

居然是对称的出错，看来这个问题不是偶然而是必然，事出反常必有妖，下面开始我们高速先生捉妖的一贯套路！

首先我们需要查看PCB设计文件，我们始终相信只要设计哪里有问题，总是能通过PCB文件查到一些蛛丝马迹的，只是隐藏的深浅不一而已。接下来我们一一对各块板子进行细致的检查（无非就是检查哪里违背了高速设计规则，然后判断影响的大小）。

先来看背板，背板走线比较简单，基本是连接器到连接器直连，且做了背钻，也对差分孔进行了一定的优化，初步看起来没有什么大的问题，一些小问题如下：

主要的问题是差分对穿过连接器，反焊盘没法继续掏大，同时焊盘又太大，导致过孔阻抗会偏低。

接着再来看看交换板的PCB走线情况（为了保密，尽量只截取和我们问题相关的部分走线），可以看出，没有出问题的通道线路主要分布在芯片上下的位置，线路比较长且靠近底层走线，stub较短；而出问题的两个插槽正好位于中间部分的走线，线路都比较短（2.2inch左右），最主要的问题是2mm板厚大部分信号走在第三层（红色走线），且连接器过孔没有做反焊盘优化，此时过孔stub的影响非常大，差分过孔阻抗估计不足60ohm。另外在芯片处由于空间比较小，反焊盘掏空的尺寸有限，且stub也较长，过孔阻抗先天会较低，在我们看来交换板的设计对于高速信号来说可能是最致命的影响。

最后来检查业务板，业务板上和交换板的设计一样也有致命的缺陷，主要的问题是2mm的板厚，关键的信号走在第三层且没有背钻，这样导致过孔stub较长，而差分过孔本身又没有优化，这几个因素严重影响到过孔阻抗，导致过孔阻抗偏低，加剧了系统的信号反射。

从上面查板的结果来看，大致问题已经比较清楚了，修改背板不一定能解决这个信号质量不好的问题，主要是交换板和业务板本身的设计问题比较大造成的，而这些问题如过孔stub太长、过孔没有优化等其实我们高速先生之前一直强调过，高速信号需要注意的细节会更多，往往一个细节没有注意就会成为压死骆驼的最后一根稻草！

下一步我们会通过仿真和测试来进行验证我们的猜想，欲知详情，请看下回分解！