PCIE的阻抗控制，到底是选择85还是100欧姆好？
发布时间：2023-12-22 13:46
高速先生成员--周伟
我们经常遇到很多系统通过高速连接器相连，信号按照Pcie3或者Pcie4的协议来走线，往往很多连接器的阻抗通常是100ohm的标准，而Pcie3或者Pcie4按照协议或者芯片要求却是85ohm的标准，那么这个时候我们的线路阻抗到底是按照85还是100欧姆会比较好呢？
如下是关于线路阻抗的一些芯片要求或者协议要求。
总结起来就是Pcie3.0以下是100ohm，Pcie3或者以上就是85ohm的标准，速率越高，阻抗的公差要求就越严格。
现在我们的一个客户就遇到了一个上面的实际问题。客户的系统是由CPU板和FPGA板组成，其中CPU板上面有4个高速连接器分别与FPGA板上的一个连接器对接，中间的信号使用Pcie3.0协议，后面可能会升级支持到Pcie4.0协议，而中间的连接器是常规背板连接器，如下图所示：
然后客户反馈的问题如下：
同时测试的眼图也比较差，眼睛几乎快睁不开了，一副没睡醒的样子。
对应CPU板的位置如下图所示：
同一个板子，其中有两个连接器对接的容易出问题，另外两个没发现什么问题，出现这种情况，我们的处理措施是先看看PCB设计，然后根据设计情况再看下一步的安排。
打开PCB设计文件，查看Card3连接器上TX0和Card4连接器上RX1的走线，分别如下所示：
Card3连接器上TX0在底层，连接器处也做了反盘挖空处理，BGA处没有优化，和其他的信号一起走过去的，优化方式也是差不多，没有理由单独这根信号比较差；
Card4连接器上RX1在Art12层，除BGA处没有优化外其它也都有相应的优化，只是这根信号是在一组走线的边沿。从设计来看也没有太多问题，比较常规。
从设计来看确实看不出明显的问题，事出反常必有妖，了解我们高速先生套路的童鞋们肯定知道我们下一步的操作，那就是是骡子是马，拉出来溜溜—实物板测试一下阻抗，看看阻抗到底有什么区别。
Card3接底板的系统阻抗
从Card3的系统阻抗来看，首先问题最大的连接器阻抗偏高，最高到了107ohm，其次出问题的TX0信号在Card3上的阻抗最低，在83ohm左右，而底板的阻抗在90~91ohm左右，此时从反射角度来看，TX0线路上的阻抗和连接器的阻抗偏差最大；
Card4接底板的系统阻抗
从Card4的系统阻抗来看，问题最大的仍然是连接器阻抗比较高，最高到了107ohm左右，最高阻抗正好是出问题的RX1信号，Card4整体的阻抗都在88ohm左右，而底板的阻抗在94ohm左右，此时从反射角度来看，RX1线路上的阻抗和连接器的阻抗偏差最大；
从两块板子系统阻抗的测试结果来看，都有几个共性的特点：首先连接器阻抗偏高，其次底板阻抗控制在92~94ohm左右，而子卡不管是Card3还是Card4，阻抗应该是按照85ohm的阻抗要求来管控的，整体阻抗都在90ohm以下，另外出问题较多的两根信号在系统上最低和最高阻抗的偏差最大，也就是反射最大。
看到这里，我们的问题来了：
从解决问题的角度出发，Card3和Card4连接器所在的子板怎么设计可能可以解决目前的问题？欢迎大家畅所欲言。
