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1115主板X86项目雷板培训心得

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发表于 2015-11-26 00:12 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 zhjim 于 2015-11-26 00:49 编辑
* V6 W. ?/ C4 ]. f
( K3 l0 a" p' O0 L: O
    作为一个雷板师,这是本年度能享受的倒数第二次培训了。说来也巧,早上去机场送人,然后不到12点就来到科技园了。也许这是今年到场最早的一次了!另外泄露个秘密。机场麦当劳的WIFI太给力了,下载速度能达到1M以上,看优酷超清妥妥的!
       进入正题,今天搞X86
       据阿杜透露,深圳地区是论坛的主战场。明年依然会投入一些课程学习。不管你信不信,反正我是录音了。
       X86主板不同于其他类型的板子。电脑主板虽也有X86的,但很多方面都有规范要求,按照类似的模板做就差不多了。其他的工控定制类的X86主板则灵活很多。很多时候要综合考虑接口分布、重要器件布局、重要信号线的走线规划、最小化层数等成本问题、装配问题、信号质量问题等。正如“运筹帷幄 着眼全局”所说。
        
. {, V/ _5 \4 k0 N3 G
       下面是整个下午的部分收获,请辩证吸收。
      (1)X86主板相关知识介绍。
        
' {' N9 _3 F6 k2 d
       CISC是指复杂指令集,也有简单指令集,叫RISC
       早期的X86系统中有北桥和南桥。那时CPU需要依赖北桥。北桥起一个中转作用。因为几乎大部分信号都需要输入给北桥,然后北桥再输出给CPU处理。这样就导致北桥的带宽供不应求,压力非常大。现在主流的X86主板已整合为了CPU和PCH。
           
        
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       CPU内部的FIVR电压调整器也是经历了分离-集成-分离的过程。即先前的一些CPU的电源比较多,处理起来比较复杂。后来的一些CPU就集成了电压调整器,电压转换在内部就可以完成,CPU对外只有两个电源网络,即核心电源和DDR电源。这样电源处理比较简单。本次的案例板子的CPU的内核代号为HASWELL,就集成了电压调整器。
       现在新出现的SKYLAKE处理器的CPU又把电压调整器剥离了,因此CPU的电源又会多起来。这样的话,电源处理就稍显复杂了。不过好处是主板在CPU电源方面能多做点文章,便于超频等需求。超频超多少,主板说了算。
       主板的很多方面都是有国标的。板型有几种,分别对应的大小是多少都有规定。每一个螺钉孔的位置定位都有严格要求。某些器件的定位也有严格要求,比如PCI插槽、PCIE插槽、AGP插槽等。
      
" z4 e: A, D& T, b  R
        补充小知识: PCIE 16X表示PCIE插槽有16对接收和16对发送的差分信号。FDI(Flexible Display Interface)用于北桥传输显示数据。DMI(Direct Media Interface) X4 Gen 2表示2.0协议,传输速率是2 GB/s。
       (2)差分线注意事项:
       1.差分线尽量少换层,尽量在50mil范围内放置两个回流地过孔。
       2.差分过孔的中心间距保持在25-50mil之间。差分打孔换层处的过孔反焊盘可以进行优化,整体在所有层挖空,以提高信号质量。
      

5 F$ v1 [0 N. W/ L
       3.差分等长时尽量在出线不等长的位置绕线,尽量在500mil范围内补偿回来。
      
" P) D: G. @: [) P& |
       4.差分走线与较远的参考平面的距离大于最近的参考平面的距离的4倍时,较远参考平面的跨分割问题可以忽略。但5G以上的高速信号仍然要考虑。
       5.差分绕线时,角度要求大于等于135度,线距大于等于4倍线宽,拐角大于等于1.5倍线宽。
      

, Q, O+ N& g/ m- N
       (3)Intel的Design Guide里面经常会提到玻纤效应。原因就是信号走线下方的基材的玻纤布有分布不均的情况,从而导致阻抗有稍微差异。阻抗不同,最后导致两条信号线的延时就不同。最终会影响到高速信号质量。接收端的信号就会延迟。
      

0 t& o9 U; Q# m# B! |
       解决方法有3个:
       1.走线时使用10度走线。
       2.在制作PCB时把板材旋转10度,板材浪费多。特别适合人傻钱多的主儿。
       3.选用介电常数均匀的板材。要想均匀,玻纤布就得密一些,那么PP就要厚一些。
       只有第一种是最廉价的、成本最低的。做老板的就喜欢这种方法。不过有时也不一定是10度。有时也会采用7度等非常规角度走线。Intel在前几年就提出了这种角度。
       接下来又到了激动人心的拿奖品环节了。本次重量级游戏:算数。第一个算的数是11X11。得数是121。后面的都是些22X11什么的。规律就是某个数乘以11。当然结果也可以总结出一些规律。这里省略100个字。当时本人多看了几下手机,搞得没听到规则。白白错了一个手机支架。注意,奖品是手机支架。心得:下次游戏规则要注意听!
       游戏完了之后是否觉得不瞌睡了?是否更精神抖擞了?所以说,阿杜叫你玩游戏是有原因的说。
       (4)接着就来实战了。回到案例板子上来。从原理框图可以看出主要有CPUPCHDIMMBMCPCIE以及一些常用的接口。
       从电源树来看,整板电源的种类还是比较多的,稍显复杂。
        

! B) a) b3 b5 A2 p! E! @
       再者就是关注信号的速率了。越是高速的信号应该越优先保证。当然线长也是很重要的一个方面。QPI(QuickPath Interconnect) 叫快速互联通道,是一种I/O总线。QPI主要用于处理器之间和系统组件之间的互联通信(诸如I/O),其速率也很高。
        

7 C& z" J) R7 k# L! u; b" }
       根据信号流向、线长要求、信号速率、装配等几方面就可以大致确定主要器件布局位置。
       然后就要考虑叠层了。前面布局大致确定以后,分析DIMM的走线和其他重要的信号线以后发现板子需要6个走线层。那么最终的层叠就确定了。板子使用10层板,6个走线层,4个平面层。
       层叠做完就轮到阻抗设计了。单线阻抗和差分阻抗都要规划清楚。案例板子用4条DIMM组成双通道。每个通道有两条。在走线时,DIMM中的DQ、DQS的所有数据信号都走T型拓扑。在处理DIMM条地址线T型等长时,主干线控制42欧阻抗,分支线控制50欧阻抗。分支等长误差控制在10mil以内。
      
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       其实Intel的Design Guide里面对DDR信号的延迟要求还有很多很多,在cadence中设规则的话相当繁琐。因此,Intel一般都会提供一个EXCEL表格的文件。这文件里面已经设置好了所有的长度误差要求,非常详细。真是检查DDR线等长的法宝!那方便!那快捷!谁用了都说好!使用时只需导入线长Ecl文件,按它的步骤来操作就OK。基本上小学毕业的人都能学会用。
        

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       不过再透露一个秘密。这个表格最好用office打开,不要用什么WPS等其他的办公软件打开,否则你会死得很惨!遥想当年,我就用了WPS打开了这个文件,最后等长结果一直出不来。害我搞了一晚上。还好当时没拍拖,时间多,不然就完蛋了。
       阿杜建议,在高速信号顶层走线打过孔时,可以直接换层换到底层。这样的过孔就没有stub,也就没有stub天线影响。不过每个人认识不同,请辩证学习。
       时间差不多了。又该送奖品了。第二轮游戏火爆登场。想想自己每次都拿奖品,这次就留给其他人吧。不料,参加游戏的第二队人手不够了。当然我就应阿杜的邀请去第二队凑数打酱油了。这次比较有难度。看图猜词语。要求每一队的人不能说话,只能用肢体语言,一个一个从前往后把“语言”传给最后一个人。那么最后一个人就要说出要猜的词语是什么。猜对有奖。
       我们那队的最后一位大神,不知有何神功,每次都能猜对词语。两局两胜,强势淘汰了对手!奖品是精致U盘一个。我都快成卖U盘的了。呵呵呵......给大家分享下第一队猜的词语:1.眉目传情,2.肉包子打狗。心得:每次先出手指,表明猜的是几个字,然后表演形象一点。
            

4 Y% m5 J  ^& u5 K
       奖品送完了,那么就得继续说板子了。PCIE 3.0的数据传输率有8GT/s,走线应该留意高速信号的要求。DMI高速信号差分对要测试时,最好不加ICT测试点,可加测试座。ICT测试用来测试焊接性。即是否有开路和短路存在。DMI、PCIE、USB 2.0、USB 3.0、SATA、eSATA、VGA、SPI等各种高速信号线的要求还得以Intel的Design Guide为准。
      

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       在处理CPU电源时。电感两端采样时先经过两个短路片再引出线,然后走成类差分,直到电源管理IC。还有就是三个重要网络:LGATE、UGATE、PHASE。其中的注意事项详见以前的培训心得。CPU电源供电电流多达几十A,有时甚至100A,因此,画电源铜皮要尽量大,再大。CPU的电源采样也要走成类差分。如果CPU的电源采样连接了热敏电阻,那么就要优先把热敏电阻放到需要测温的地方,再连出线。CPU中间布放本地电源的电容以及一些测温的器件。
       在布线时,电源连接器所在区域的所有层都不能走差分信号。
      
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       高速信号的GND回流孔要放在信号孔的周围50mil范围。放远了,作用就不大了。
       在Intel的Design Guide里面有对某些信号的整条链路的过孔数的限制。有些重要信号的走线链路中一般过孔数要求不超过2个。
       在处理信号回流时也应该注意适当的隔离。否则,信号的回流也会串扰。主要是不同电路的接地处理,接地孔有些不能共用。
       5G以上信号在处理等长时需要分层等长。即整条链路的走线在每一层都等长。
      
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       最后总结:Intel的每一种芯片的要求可能不完全一样。在处理时还是要以对应的Design Guide为准!
       因为X86主板要讲的内容太多,所以最后结束时不正常地推迟了结束时间。
       感谢阿杜和所有的工作人员的无私奉献劳动!
       还是那句话,待我等飞黄腾达了,再报答组织!

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发表于 2015-11-26 08:43 | 只看该作者
写的好认真啊,佩服,赞一个!

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在特别的感恩节里,能收到这么一个热心粉丝的回复。感激地泪流满面!谢谢支持!谢谢捧场!  详情 回复 发表于 2015-11-26 18:31

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发表于 2015-11-26 13:34 | 只看该作者
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谢谢支持!谢谢捧场! 共同学习,共同进步!  详情 回复 发表于 2015-11-26 18:32
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发表于 2015-11-26 15:45 | 只看该作者
这心得写的就跟Design Guide似的,能让很多小伙伴从中受益,赞一个

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感谢阿杜支持!非常非常感谢阿杜的无私奉献的课程!我乃专业写心得三十年。啊哈哈哈......  详情 回复 发表于 2015-11-26 18:35
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 楼主| 发表于 2015-11-26 18:31 | 只看该作者
martin221 发表于 2015-11-26 08:43$ i* u/ f" V  `% ?  `; Z
写的好认真啊,佩服,赞一个!
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在特别的感恩节里,能收到这么一个热心粉丝的回复。感激地泪流满面!谢谢支持!谢谢捧场!

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 楼主| 发表于 2015-11-26 18:32 | 只看该作者
钢铁山峰 发表于 2015-11-26 13:34
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; v/ v: l6 \/ }, o谢谢支持!谢谢捧场!  共同学习,共同进步!5 q, P9 Z; v% k4 D

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钢铁山峰 发表于 2015-11-26 13:34$ M" Y& z: e! V9 g: X
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谢谢支持!谢谢捧场!  共同学习,共同进步!
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 楼主| 发表于 2015-11-26 18:35 | 只看该作者
dzkcool 发表于 2015-11-26 15:455 m2 o3 A+ ^' S" {3 J; V. W! o/ M/ I3 X; K
这心得写的就跟Design Guide似的,能让很多小伙伴从中受益,赞一个

' g" Y/ z: h* Z( l: e感谢阿杜支持!非常非常感谢阿杜的无私奉献的课程!我乃专业写心得三十年。啊哈哈哈....../ B- H2 P8 }4 F/ m+ i+ a

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发表于 2015-12-7 16:03 | 只看该作者
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谢谢捧场。希望写的东西对你有所帮助。  详情 回复 发表于 2015-12-9 18:59

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 楼主| 发表于 2015-12-9 18:59 | 只看该作者
/tp☆芳☆/tp 发表于 2015-12-7 16:035 T7 |* v( Q/ y0 F9 e, V: `" }+ q
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谢谢捧场。希望写的东西对你有所帮助。

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发表于 2015-12-13 00:14 | 只看该作者
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谢谢捧帖,谢谢支持!  详情 回复 发表于 2015-12-15 00:41

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逸步舞秋风 发表于 2015-12-13 00:149 m' {" q+ ~# n+ l
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# d- N. f, F; ~$ X  L1 X" b7 C( G% O谢谢捧帖,谢谢支持!# L$ Q3 b. |9 y2 }

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发表于 2016-2-16 23:13 | 只看该作者
楼主文采不错!

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最后忙得没上论坛。谢谢支持!  详情 回复 发表于 2016-3-11 20:04

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 楼主| 发表于 2016-3-11 20:04 | 只看该作者
luotuoyushe 发表于 2016-2-16 23:13
  ?+ u" d; k; `2 k, X; D: @/ Z. B楼主文采不错!
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最后忙得没上论坛。谢谢支持!
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