高速PCB板DDR5数据信号的长STUB要背钻吗？

高速先生成员：周伟

上一篇文章 过孔Stub对ddrx地址信号的影响 提到过后面会有stub对数据信号的影响，今天我们就一起来看看吧。

  

前文通过几个仿真例子看到，长stub对3200Mbps以内的DDRx地址信号来说有一定的好处，对于速率不是那么高的信号（不超过8Gbps），如DDR4、DDR5甚至LPDDR5，我们是否可以把这个结论再扩展到速率更高的数据信号上呢？于是我们又做了如下一些仿真来看看长短stub在更高速率的数据上的一些对比。

还是上文同样的叠层和驱动，接收采用ODT60，在数据率为2400Mbps的时候仿真出来的数据眼图如下图1所示。 

图1 速率2400Mbps时数据信号写眼图

红色L14层走线的眼图看起来眼高更高，jitter也小点，对应的斜率也大一点，说明长stub对数据信号在2400Mbps的速率下基本没什么影响，甚至还会稍微好点。进一步把速率提高到3200Mbps，其他不变的情况下长短stub的眼图仿真结果如下图2所示。

 

图2 速率3200Mbps时数据信号写眼图

可以看到速率上来之后，短stub的优势慢慢开始体现出来了，眼高和眼宽都稍微比长stub的布线层信号要好。

我们接下来再看看DDR5 6400Mbps速率的情况，于是其他条件都不变，只是将速率提升到6400Mbps，颗粒模型也换成支持DDR5的，仍然采用ODT60的端接，仿真后波形如下图3所示。

 

图3 速率6400Mbps时数据信号写眼图

从仿真结果可以看出，速率提升到6400Mbps时，长stub的L14层走线信号眼图急剧变差，眼高和眼宽都明显小于短stub的L5层走线，说明DDR5的数据信号还是要适当考虑stub的影响，PCB设计时就要考虑stub较短的层面。

    同时我们又验证了某广泛使用的FPGA支持DDR5信号的模型，在其他不变的情况下只是换了主控的模型，仿真结果如下图4所示。

 

图4 另一驱动速率6400Mbps时数据信号写眼图

换了驱动后，仿真结论还是一样的，长stub的信号沿变缓了很多，导致眼高和眼宽都变小了。

   考虑到现在LPDDR5的应用也越来越多了，且我们也已经仿真过很多啦，接下来我们就用LPDDR5模型再来验证一下长短Stub的影响。拓扑还是不变，驱动和接收换成支持LPDDR5的模型，在数据速率8533Mbps 时不开均衡的仿真对比结果如下图5所示。

 

图5 速率8533Mbps时数据信号写眼图

可以看到有长stub的L14层信号的眼图急剧变差，jitter变大了很多，比短stub的L5层走线的信号眼高和眼宽都小了，裕量相对变少，说明速率越高后stub的影响还是比较大，此时尽量保持短stub层走线，至于是否一定要背钻，还是要看情况，大多数情况下还是可以不用的，毕竟背钻需要额外增加成本，可以优先走stub短的层。如果实在避免不了长stub的层，我们还是可以参考高速信号stub长度的经验，当stub长度(单位mil)超过1.5倍的300/信号速率（单位Gbps），尽量或必须背钻。不考虑成本的情况下，当stub长度(单位mil)超过300/信号速率（单位Gbps）时就可以做背钻了。

说到长stub就想到了背钻，大家一起来说说国内板厂经背钻后的stub长度还剩多少？欢迎吐槽

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