绕线的影响，SI来告诉你

edadoc2003

作者：黄刚  一博科技高速先生团队队员

粉丝：“请问，绕线的设计要注意哪些地方”，我们：“至少要保证绕线的间距达到3H”，然后再补上一句，“H是信号到参考层的距离哈”。这时候粉丝一般都会“哦……谢谢哈”，我们随即以一个尴尬而不失礼貌的微笑进行回应……
其实我们也知道，一个简单的回答会让粉丝们变得越发的不淡定，虽然这个答案本身是比较准确的，仅仅是这个回答会有一点口说无凭的感觉。

什么？你们还不知道我们到底在说什么东西？其实绕线的设计基本上存在于每一块PCB板的并行信号上。最常见的就是我们的DDR设计，一组需要等长的信号由于收发pin的位置不一样，必然会存在绕线的情况。然后从空间的角度来衡量的话，绕线的间隔越小那么所占的空间就越小，尤其是在DDR颗粒间的绕线更是如此，在里面寸土寸金的地方，作为一个工程师肯定希望更小间距的绕线咯。
好吧好吧，解释完我们到底在说什么之后，我们还是继续说回口说无凭这个事哈。粉丝们希望得到一些数据的支撑，为此我们也专门做了一板测试板去验证它。很简单，没有对比就没有伤害，我们做的测试板要对比的设计如下所示，分别做了绕线间距为3H，5H和7H三种设计，当然还有不绕线的一根参考线啦，总长度为10inch。
那么测试的数据是怎么样的呢？首先说到绕线嘛，大家肯定会关心绕线完的时延啦，结果这三种情况的测试结果的对比是这样的。可以看到，绕线绕得越密的话，信号的延时会变小，3H大概会比5H的绕线快30ps，而5H之后就影响比较小了，5H只比7H快10ps左右了。
我们老是说3H是一个基本原则，我们可以和不绕线的延时来比一下，结果如下所示。

它们的延时差了大概50ps。考虑到这个是10inch的绕线情况，那么简单粗暴的换算成单元长度时，其实每英寸的差别只有5ps左右，已经是非常小的影响了。

当然如果从损耗这个角度来看的话，又会看到一些和信号频率很相关的影响了。可以看到3H在2GHz以上就会有很明显的谐振点，要是信号速率在4Gbps（2GHz基频）时就会严重影响信号质量，5H，7H就会明显有很好的改善。

虽然从损耗来看3H比较恐怖，但是……我们都忽略了一点，哪怕你真的需要走10inch的绕线，你也不会把一个跑几个Gbps的走线用单端线来走吧。这里顺便说一下哈，同样的绕线，用差分的形式会有非常非常明显的改善哈，大家不要太担心。我们单线的绕线设计目前主要就是应用于DDR这样的并行系统，目前最高的速率也只不过在1.5GHz（3Gbps）左右哈。

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本期提问

说说你们目前对绕线的设计是怎么去处理的？或者对于绕线还有什么见解也可以谈谈哈。