Serdes原理与设计实践之二：Serdes设计流程

2. Serdes设计流程

1. 确定系统的传输能力（仿真、测试）

   有的芯片厂商在芯片spec中已经提供了设计指导，一般是链路衰减限制或在某种板材、层叠下PCB上走线最长限制。如果没有设计指导，就需要设计者进行前仿真，以确定传输能力极限。可按照下面几个步骤实现：

   1）获取TX、RX的仿真模型。

   2）搭建仿真链路。

   3）进行仿真，看仿真结果是否满足接收端要求。通常是观察接收端信号是否满足眼图要求。

   4）根据仿真结果，调整传输通道的参数，使其达到接收端极限值。此时得到的传输通道参数即为系统传输能力极限。

   如果应用环境接近仿真的极限结果，还需要通过测试进行实际验证。因为实际应用环境比仿真环境要复杂的多。

   实际应用测试可按照下面几步去实现：

   1）收发芯片不直接相连，两端都预留出连接器。

   2）设计带有不同长度传输线的PCB，两端预留与带有收发芯片的板子对接的连接器。根据仿真和实际应用确定传输线长度。例如，传输线有5inch、10inch、20inch、30inch等等。

   3）通过高频电缆将2）中的传输线与收发芯片板相连，测试出在哪种长度下，接收端误码不再满足要求。

   最后，对比仿真和实测结果是否吻合。
   

2. 设计传输通道，保证通道损耗在传输能力范围内

   在确定了系统的传输能力的情况下，我们就可以在设计中去具体实现了。

   根据系统的传输能力及项目其它需求，确定传输通道设计方案。初步设计完成后，需进行后仿真，验证接收端是否满足要求，同时也要留有足够的裕量。

   具体PCB设计时，主要考虑两方面：

   1）降低传输通道损耗

   使用低损耗板材。

   走线长度应尽量短。

   差分对要等长，过孔位置要一致，减少P/N之间的skew。

   走线不要太细。特定情况下可以通过隔层参考增加线宽。

   减少换层，保证通路上最多只有两端有换层孔。

   过孔设计。如果采用通孔设计，最好是使用背钻。过孔旁边要有伴地孔。

   如果收发之间有连接器，尽量选用低损耗、有阻抗控制的连接器。

   2）控制收发之间的串扰及周围信号对收发信号的串扰。

   收发最好不同层。

   由于条件限制，收发必须同层的话，要保证收发之间有足够的隔离。

   如果收发连接使用了连接器，进行pin分配时，要确保收发pin之间有足够的隔离。同时信号pin要邻地。

3. 根据具体实现，确定各补偿模块补偿值

   传输通道确定后，通过后仿真确定传输损耗。根据仿真得到的和传输通道损耗值，合理分配发送端和接收端各补偿模块的补偿值。最后进行整个链路的时域仿真，确定接收端眼图是否满足要求。

后续将继续介绍Serdes如何调试。