高速PCB设计必备知识：并行总线VS串行总线

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作为一名PCB设计工程师，具备一些高速方面的知识是非常有必要的，甚至说是必须的。就信号来说，高速信号通常见于各种并行总线与串行总线，只有知道了什么是总线，才能知道它跑多快，才能开始进行布线。

总线

总线是两个或两个以上设备通讯的共享物理通路，是信号线的集合，是多个部件间的公共连线，用于在各个部件间传输信息。接照工作模式不同，总线可以分为两种类型：一种是并行总线，一种是串行总线。

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并行总线

同一时刻可以传输多位数据，好比是一条允许多辆车并排开的宽敞道路，而且它还有双向单向之分。

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串行总线

在同一时刻只能传输一个数据，好比只容许一辆车行走的狭窄道路，数据必须一个接一个传输、看起来仿佛一个长长的数据串，故称为“串行”。

并行传输最好的例子就是存储芯片DDR，它是有一组数据线D0—D7，加DQS，DQM，这一组线是一起传输的，无论哪位产生错误，数据都不会正确的传送过去，只有重新传输。所以数据线每根线要等长，必须得绕几下才行。

串行数据就不一样，数据是一位一位的传，位与位之间是没有联系的。不会因为这位有错误，使下一位不能传输。并行数据是一组数据其中一位不对，整组数据都不行。

布线要求

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并行总线的布线要求

（1）建议总线优选内层布线，尽量增大与其它布线的间距。

（2）除特殊要求外，单线设计阻抗保证50欧，差分设计阻抗保证100欧。

（3）建议同一组总线保持布线基本等长，与时钟线遵循一定的时序关系，参照时序分析强果控制布线长度。

（4）建议尽可能的靠近本组总线的I/O电源或GND参考平面，保证参考平面的完整性。

（5）上升时间小于1ns的总线，要求有完整参考平面，不得跨分割。

（6）建议低位地址总线参照时钟布线要求。

（7）蛇形绕线线的间距不得小于3倍线宽。

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高速串行总线的布线要求

频率高于100Mbps的串行总线，在布线设计中除遵循并行总线通用的串扰控制、布线规则之外，还需额外考虑一些要求：

（1）高速串行总线需要考虑布线的损耗，确定线宽线长。

（2）建议一般情况下线宽不小于5mil，布线尽量短。

（3）高速串行总线除Fanout过孔外，尽量不要打孔换层。

（4）串行总线所涉及的插件管脚，速率达3.125Gbps以上时，应优化反焊盘以减少阻抗不连续带来的不射影响。

（5）建议高速串行总线布线换层时，选择使用过孔Stub最小的布线层，对于到连接器的信号，在布线空间有限时，过孔Stub短的布线层，优先分配给发送端。

（6）建议速率达3.125Gbps或以上时，信号过孔旁打地孔，AC藕合电容也要对反焊盘特殊处理。

（7）如果高速信号过孔采用背钻处理，需要考虑电源地平面通流能力变小，以及通流瓶颈变窄后的滤波环路电感增大带来的影响。

（8）高速信号避开平面层的分割线，信号线边缘与分割线边缘空间水平间距保证3W。

（9）收发两个方向的高速信号，不能交叉在一起走线。

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同一时刻可以传输多位数据，好比是一条允许多辆车并排开的宽敞道路，而且它还有双向单向之分。

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并行传输最好的例子就是存储芯片DDR，它是有一组数据线D0—D7，加DQS，DQM，这一组线是一起传输的，无论哪位产生错误，数据都不会正确的传送过去，只有重新传输。所以数据线每根线要等长，必须得绕几下才行。

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如果高速信号过孔采用背钻处理，需要考虑电源地平面通流能力变小，以及通流瓶颈变窄后的滤波环路电感增大带来的影响。