在文章的開(kāi)頭，給大家提一個(gè)問(wèn)題： 相同物理長(zhǎng)度的兩段傳輸線如下圖所示,，一段直線A,，一段繞線B，A和B哪一段的延時(shí)會(huì)更大,？

隨著高速電路的發(fā)展,，電路的設(shè)計(jì)在朝著高速高密度的方向發(fā)展。速度和密度高了的話,，各種信號(hào)完整性,、EMI的問(wèn)題就出來(lái)。這也就出現(xiàn)了各種各樣的設(shè)計(jì)要求規(guī)則,，比如阻抗穩(wěn)定性,、同組同層、等長(zhǎng)設(shè)計(jì)等等,。今天咱們就來(lái)討論一個(gè)由等長(zhǎng)而引發(fā)的一個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題,，即繞線設(shè)計(jì)，如下圖所示：

在設(shè)計(jì)中,，特別是DDR3/4/5這類的設(shè)計(jì),，總會(huì)有很多的信號(hào)線存在，每一組的數(shù)據(jù)或者地址控制命令信號(hào)線都有一定的等長(zhǎng)要求,，如下所示為某芯片手冊(cè)的要求：

在設(shè)計(jì)時(shí),，當(dāng)達(dá)不到要求時(shí)，工程師首先想到的都是繞線,，然后還出現(xiàn)了非常多的繞線方式。如下圖所示（此圖來(lái)自Intel PDG）：

本文就和大家聊一聊平時(shí)咱們繞線的方式到底存在一些什么問(wèn)題,？為了完成這個(gè)問(wèn)題的研究,，特意做了一個(gè)測(cè)試板，設(shè)計(jì)了研究對(duì)象為10inch的傳輸線,，一段做參考為直線（上）,，一段為繞線（下），如下圖所示：

 一般,，大家通常都會(huì)認(rèn)為,，這樣已經(jīng)算等長(zhǎng)了，而且是完全等長(zhǎng)。但是,，通過(guò)測(cè)量其傳輸特性,，測(cè)量的結(jié)果如下圖所示，我們可以看到,，其差異還是不小,，相差了12.73ps（紅色圓圈），而且繞線比直線傳輸?shù)母臁?/span>

這12.7ps換算成物理長(zhǎng)度,，約為80mil,。80mil的長(zhǎng)度應(yīng)該是讓有經(jīng)驗(yàn)的工程師嚇一跳，畢竟平時(shí)硬件工程師說(shuō)：給我做好等長(zhǎng),，誤差在2mil的時(shí)候都會(huì)跳起腳來(lái)大罵,。當(dāng)然，我們這里做實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的為10inch,，通常很多布線都沒(méi)這么長(zhǎng),，但是也有一些布線確實(shí)非常長(zhǎng)的。但是,，不管怎么樣,，這個(gè)實(shí)驗(yàn)都告訴了我們，物理等長(zhǎng),，不等于實(shí)際設(shè)計(jì)就等長(zhǎng)了,。這也是為什么，近年來(lái),，業(yè)界一些廠商都提倡時(shí)序等長(zhǎng)的原因,。

這是為什么呢？原因就在于繞線之后,，由于趨膚效應(yīng)和電磁場(chǎng)效應(yīng),，信號(hào)都是在表面?zhèn)鬟f。為了解釋此現(xiàn)象,，在ADS中設(shè)計(jì)了一段繞線,，進(jìn)行了電磁（EM）仿真，結(jié)果如下圖所示：

從上圖中,，我們可以看到,，在繞線的地方，都是在相對(duì)比較緊耦合處場(chǎng)電流密度比較大,，呈紅色,，在上方（與傳輸線平行）以及傳輸線的中心處，電流密度比較小,，呈淺色,，這就說(shuō)明信號(hào)靠近邊沿處傳遞，這樣就導(dǎo)致了信號(hào)傳遞的“更加快速”，所用的時(shí)間更少（本來(lái)可以給大家放一張動(dòng)態(tài)圖的,，但是沒(méi)能做好,，有機(jī)會(huì)的時(shí)候，再給大家show一下）,。

 而直線的仿真結(jié)果如下圖所示（長(zhǎng)度太長(zhǎng),，所以只截取一部分）：

通過(guò)以上的分析即可說(shuō)明，相同的物理長(zhǎng)度,，繞線的一段延時(shí)更小,，這樣，我們就能回答前面提出來(lái)的問(wèn)題了,，顯然是A的延時(shí)更大（在上文中也說(shuō)了繞線更快）,。

那么問(wèn)題又來(lái)了，工程師在設(shè)計(jì)時(shí)遇到不“等長(zhǎng)”的時(shí)候,，如何做好設(shè)計(jì)呢,？

第一，把物理等長(zhǎng)的觀念改為等時(shí),，及不管繞線還是直線,，需要的是傳輸延時(shí)是一樣的。有的PCB設(shè)計(jì)工具是可以使用時(shí)間來(lái)表示物理長(zhǎng)度的,；

第二,，有時(shí)序關(guān)系的信號(hào)線，在設(shè)計(jì)時(shí)做到同進(jìn)同出同設(shè)計(jì),，盡量減少繞線,；

第三，如果某一段傳輸線確實(shí)要繞線,，繞線的形狀大一點(diǎn),，波與波的距離大一點(diǎn)，或者繞的比直線更長(zhǎng)一點(diǎn),，至于繞多長(zhǎng),，我也不知道，還是請(qǐng)工程師進(jìn)行下仿真吧（這也就是為什么要進(jìn)行后仿真了）,。

當(dāng)然,，好的、方便的設(shè)計(jì)方法非常多,，此為拋磚引玉，希望大家把好的方法也分享出來(lái),，有興趣的也可以進(jìn)一步的與我交流探討,。

【編者注：這種繞線的研究，并不是說(shuō)每一種總線設(shè)計(jì)都需要這樣做，對(duì)于一些低速信號(hào),、對(duì)時(shí)序沒(méi)有特別要求的信號(hào)或者對(duì)EMI沒(méi)有特殊要求的項(xiàng)目,，工程師可以不用考慮。以上內(nèi)容僅供參考,?！?/em>