通过Tabbed Routing测试结果研究该设计方法的利弊

edadoc

, w  M; }% K2 K* ~
9 B5 g" d5 ?  U5 c/ C1 W  a作者：姜杰（一博科技自媒体高速先生团队成员）
& F. I; u; e0 a1 T% K
0 V9 ^/ {! [/ @, r9 s9 e- E: ?关注高速先生的layout攻城狮们最近普遍感到焦虑，都在默默祈祷客户不要看到高速先生最近一期的B站视频——Tabbed Routing，因为大家都很清楚客户看到之后的需求。
; }" A. c5 N4 K( {- @: C2 |
; H6 y& N1 b, H( u

为了文章的完整性，我们还是从头捋一捋。Tabbed routing是指将特定形状和尺寸的铜皮，按照一定的规则添加到走线上的一种布线处理方法。该方法是由Intel公司于2015年提出，主要适用于ddr4的数据信号走线。

5 G4 ?. C. |! _3 f
! F: P: }* R( A" l- v: u
' [2 G9 m, }; M* c3 n1 }密集恐惧症患者可能会问，原本清清爽爽的走线，为什么非要整出一身“鸡皮疙瘩”呢？大家都知道，BGA器件或其它管脚密集区域的布线空间有限，寸土寸金，为了能顺利出线，减小线宽并缩小间距是常规操作，比如常用的neck模式走线，这样一来，线是拉出来了，阻抗却被卡了脖子，一路飘高，此外，随着走线间距的减小，串扰也随之增加。于是，Tabbed routing应运而生。这种方法的操作略显复杂，具体可以参考Tabbed Routing视频介绍：

3 v$ P6 I0 y/ w4 F" |" Y
  G) N. G  d7 x5 v$ m
Tabbed routing设计可以增加两根线之间的互容而保持其互感几乎不变，而增加的容性可以有效降低走线的阻抗，减小表层线的远端串扰。换言之，Tabbed routing一方面可以改善走线因线宽减小而造成的阻抗不连续，另一方面还能减小表层走线的远端串扰。
' f+ V6 W. Q9 m
# x/ }% E! X$ s  f+ d
4 h5 H) |# X4 }9 v, B- i听高速先生这么一分析，是否觉得原本犬牙交错的Tab设计瞬间变得凹凸有致了呢？至于是阻抗控制的福音，还是远端串扰的克星？Tabbed routing是否有效？不要看广告，高速先生带你看测试报告。

, ?% f6 ~  h5 U. f7 _7 l
) h3 p* I! C9 [/ t& [5 n8 _

: h' i, U. ~  g. L为了研究Tabbed routing对通道性能的影响，高速先生曾专门设计过相关的测试板，测试结果也可以从一定程度上说明问题。先来看看带状线的情况，DUT(Device Under Test)设计如下，通过比较测试过孔密集区域的内层弧形走线添加Tab前后的参数差异，来检验Tabbed routing的效果。
3 ]) Y0 D; e- Q' E) I# l5 c% u
4 t6 G8 p. ?" L8 L- u; s
* M5 I, j6 [; h/ |

  e$ \- Q1 h( D1 }7 T7 B# N
0 ^; J- {6 X$ [! A阻抗测试的结果显示，Tabbed routing对于neck走线偏高的阻抗有一定的拉低作用，可以改善阻抗的连续性。
7 i- ~+ ]- W0 k* m
7 x% j, O4 f8 D8 @5 N
5 i+ T$ [1 l9 v  K* [9 D4 e

# v) f4 T0 G# o6 A, ~
再来看看万能的S参数，添加Tab的通道由于阻抗的优化，反射减小，回波损耗整体也有所改善，不过，在我们所关注的频段内，串扰却没有明显的变化。

; z0 g5 O7 E9 w" H



% d8 m" M5 g" s( |# \, i/ u仍然是过孔区域的neck模式走线，继续比较表层线Tabbed routing设计与普通走线的区别。




9 a* Y8 Z+ U: k0 ?7 s5 z( J1 b
8 v6 W5 W& O5 o  V% d从阻抗测试的结果可以看出，tab对于阻抗连续性的改善作用依然在线。
, B; d: h3 J' E. Y# ]




5 E. w9 b. A, l( g# h7 \相比于添加Tab前后内层走线串扰的基本不变，Tabbed routing表层走线远端串扰的降低肉眼可见。
+ V9 Q! J$ @% y6 d* C/ n2 ~8 u0 A

1 j* Q8 P+ }" x1 ~
& s' v9 Q# _# t' u' `& L
) r( Z, D" l- m/ F
& ]' |9 f5 P/ Q; d& |7 Z: N不过凡事有利就有弊，Tabbed routing虽然对于走线的阻抗和串扰有一定的改善，但是由于添加tab后走线的容性增加，导致信号的延时也会随之增加。这也解释了为什么对于同一等长组的走线，需要保证tab数量的一致。
8 o! Z9 W. `* ]! y, i
0 n1 H* o4 C) {
) S$ z4 a/ v& }0 Z- X

2 n2 |# t* m: {3 j8 L$ _
7 Y) Q$ u6 T9 t: L; n" M' N需要注意的是，tab加在不同区域的走线上有着不一样的效果，加在走线的单侧还是双侧，最后的结果也不相同。因此，在实际设计中，要根据具体的层叠，走线等因素来确定tab的尺寸、间距，必要的时候，还要通过仿真确认。