CN102339332A - 差分信号走线布线系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种差分信号走线布线系统，运行于计算机上，该计算机包括布线工具，该系统包括：建立模块，用于利用布线工具在信号发送端和信号接收端之间建立差分线对，在该差分线对引出区的非平行区和平行区的交界处画一条垂线，该垂线与该差分线对的两个交点为同位置点，并在差分信号流出引出区的走线上的弯折处和经过的元件处做垂线，该垂线与该差分线对的交点为同位置点；及调整模块，用于当信号发送端的引脚到一对同位置点的走线距离间的差值不在标准的范围内时，调整该差分信号的走线。本发明还提供了一种差分信号走线布线方法，利用本发明，可以实现差分信号走线严密耦合。

Description

差分信号走线布线系统及方法
技术领域
本发明涉及一种布线系统及方法，尤其涉及一种差分信号走线布线系统及方法。
背景技术
在高速印刷电路板(printed circuit board，PCB)设计中，工程师采取了各种措施来解决信号完整性问题，利用差分线传输高速数字信号就是其中之一。在PCB中的差分线是耦合带状线或耦合微带线，通常以固定线宽和线距平行布线。理论上要求信号在传输时是奇模传输方式，即正负两路信号的相位相差180度。当差分信号在非理想回路传播时，差分信号线传输的差分信号能够进行最大程度的耦合，将出现的杂乱信号消除掉，减小了非理想回路对信号的损害。
从差分信号的工作原理来看，PCB上的差分线不仅要满足总长度相等的要求，还要使得各段走线长度都要相等，以确保差分信号在同一时间出现在每段的同一位置点，这样两根差分线严密耦合，极大降低共模噪声。然而，在PCB布线设计中，总是会有很多复杂的因素，导致在实际差分线布线设计中，只注意到组成差分线的两根传输线总长度是否相等，而忽略了以下原因导致局部走线不等长：1.芯片封装部分线长不一致；2.在差分线出引脚后，在引出区(breakout区)通常会因为布线空间及引脚密集，导致差分线必然会有一段非平行走线；3.差分线在平行部分，每弯折一次以及绕过被动零件、过孔、螺丝孔等都会造成局部不等长。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种差分信号走线布线系统，实现差分信号走线严密耦合。
还有必要提供一种差分信号走线布线方法，实现差分信号走线严密耦合。
一种差分信号走线布线系统，运行于计算机上，该计算机包括布线工具，该系统包括：建立模块，用于利用布线工具在信号发送端和信号接收端之间建立差分线对，在该差分线对引出区的非平行区和平行区的交界处画一条垂线，该垂线与该差分线对的两个交点为同位置点，并在差分信号流出引出区的走线上的弯折处和经过的元件处做垂线，该垂线与该差分线对的交点为同位置点；及调整模块，用于当信号发送端的引脚到一对同位置点的走线距离间的差值不在标准的范围内时，调整该差分信号的走线。
一种差分信号走线布线方法，该方法包括如下步骤：(a)利用布线工具在信号发送端和信号接收端之间建立差分线对；(b)在该差分线对引出区的非平行区和平行区的交界处画一条垂线，该垂线与该差分线对的两个交点为同位置点；(c)在差分信号流出引出区的走线上的弯折处和经过的元件处做垂线，该垂线与该差分线对的交点为同位置点；(d)判断信号发送端的引脚到每对同位置点的走线距离间的差值是否在标准的范围内，当发送端的引脚到一对同位置点的走线距离间的差值不在标准的范围内时，执行步骤(e)，当发送端的引脚到每对同位置点的走线距离间的差值都在标准的范围内时，结束流程；及(e)调整该差分信号的走线。
相较于现有技术，所述差分信号走线布线系统及方法，利用局部调整走线，以达到差分信号走线等长，使得差分线对严密耦合，降低共模噪声。
附图说明
图1是本发明差分信号走线布线系统较佳实施例的运行环境图。
图2是图1中差分信号走线布线系统10的功能模块图。
图3是本发明差分信号走线布线方法较佳实施例的作业流程图。
图4是本发明中差分信号走线布线示意图。
主要元件符号说明
  计算机   1
  数据库   2
  差分信号走线布线系统   10
  图形用户界面   11
  建立模块   100
  查找模块   101
  判断模块   102
  调整模块   103
具体实施方式
如图1所示，是本发明差分信号走线布线系统较佳实施例的运行环境图。该差分信号走线布线系统10运行于计算机1中，该计算机1连接于数据库2。该数据库2中存储有印刷电路板(printed circuit board，PCB)电路布线图。在本实施例中，该计算机1提供了一个图形用户界面(graphical user interface，GUI)11，用于显示数据库2中所存储的PCB电路布线图。该PCB电路布线图中绘制有被动零件、过孔、螺丝孔等元件。所述计算机1还包括布线工具12，该布线工具12用于在PCB电路布线图中的差分信号发送端和接收端之间建立差分线。该差分线包括封装区和引出区(breakout区)，如图4所示，D1和D2为差分线对，pin1和pin2分别为breakout区的引脚，pin3和pin4为信号发送端的引脚，pin1和pin3之间以及pin2和pin4之间的区域为封装区，差分信号流出pin1和pin2的区域为breakout区，该差分线对的breakout区包括平行部分和非平行部分。
如图2所示，是图1中差分信号走线布线系统10的功能模块图。所述差分信号走线布线系统10包括：建立模块100、查找模块101、判断模块102及调整模块103。所述模块是具有特定功能的软件程序段，该软件存储于计算机可读存储介质或其它存储设备，可被计算机或其它包含处理器的计算装置执行，从而完成本发明中的差分信号走线布线的作业流程。
建立模块100用于利用布线工具12在信号发送端和信号接收端之间建立一对差分线，以下称该对差分线为差分线对。
查找模块101用于查找该差分线对的breakout区的非平行区和平行区的交界处。
所述建立模块100还用于在所述非平行区和平行区的交界处画一条垂线，该垂线与该差分线对的两个交点即为一对同位置点。如图4所示，在pin1和pin2的breakout区的非平行区和平行区的分界处画出垂线L，该垂线L与D1和D2的交点分别为A、B，该A、B点即为差分线D1和D2的同位置点。
所述查找模块101还用于在差分信号流出breakout区的走线上查找该差分线对的弯折处和经过的元件。
所述建立模块100还用于在查找到的弯折处和经过的元件处做垂线，所作的垂线和该差分线对的交点为同位置点。如图4所示，所述建立模块100在查找到的弯折处做了一条垂线M，该垂线M和差分线对D1和D2的交点C和D为同位置点。
本实施例中，所述元件包括过孔、被动零件及螺丝孔等。所述建立模块100在查找到的元件处做垂线，该垂线与差分线对的交点即为同位置点。当差分信号经过过孔换层时，由于不同层的信号传输速度存在差异，因此该经过的过孔即为所述差分线对D1和D2的同位置点。
判断模块102用于沿着差分信号的走向依次计算信号发送端的引脚到该差分线上的同位置点的走线距离，并判断信号发送端的引脚与一对同位置点的走线距离间的差值是否在标准的范围内，如图4所示，该差值可以被理解为：pin3到点A和pin4到点B的距离之间的差值，或者是pin3到点C的距离与pin4到点D的距离之间的差值。例如：若差分信号的频率为1GHz，则判断模块102判断信号发送端的引脚到每对同位置点的距离间的差值是否小于等于20mils。
当所述走线距离间的差值不在标准的范围内时，调整模块103用于调整该差分信号的走线。本实施例中，对差分信号走线的调整方法为该调整模块103对在该对同位置点的弯折处附近的差分线对进行一次反方向弯折，该反方向弯折的角度与该对同位置点处的弯折角度相等。例如，若pin3到点A的距离与pin4到点B的距离之间的差值不在所述标准的范围内，则调整模块103在同位置点A和B的弯折处附近进行一次反方向的弯折，该反方向弯折的角度与同位置点A和B处的弯折角度相等。
如图3所示，是本发明差分信号走线布线方法较佳实施例的作业流程图。
步骤S30，建立模块100利用布线工具12在信号发送端和信号接收端之间建立差分线对。
步骤S31，查找模块101查找该差分线对的breakout区的非平行和平行区的交界处。
步骤S32，所述建立模块100在所述非平行区和平行区的交界处画一条垂线，该垂线与这差分线对的两个交点即为一对同位置点。如图4所示，在pin1和pin2的breakout区的非平行区和平行区的分界处画出垂线L，该垂线L与D1和D2的交点分别为A、B，该A、B点即为差分线D1和D2的同位置点。
步骤S33，查找模块101在差分信号流出breakout区的走线上查找该差分线对的弯折处和经过的元件。
步骤S34，建立模块100在查找到的弯折处和经过的元件处作垂线，所作的垂线和该差分线对的交点为同位置点。如图4所示，所述建立模块100在查找到的弯折处做了一条垂线M，该垂线M和差分线对D1和D2的交点C和D为同位置点。本实施例中，所述元件包括过孔、被动零件及螺丝孔等。所述建立模块100在查找到的元件处做垂线，该垂线与差分线对的交点即为同位置点。当差分信号经过过孔换层时，由于不同层的信号传输速度存在差异，因此该经过的过孔即为所述差分线对D1和D2的同位置点。
步骤S35，判断模块102沿着差分信号的走向依次计算信号发送端的引脚到每对同位置点的走线距离，并判断信号发送端的引脚与每对同位置点的走线距离间的差值是否在标准的范围内。若信号发送端的引脚到一对同位置点的走线距离间的差值不在标准的范围内，则执行步骤S36。若所述走线的距离差值都在标准的范围内，则结束流程。如图4所示，该差值可以被理解为：pin3到点A和pin4到点B的距离之间的差值，或者是pin3到点C的距离与pin4到点D的距离之间的差值。例如：若差分信号的频率为1GHz，则判断模块102判断信号发送端的引脚到每对同位置点的距离间的差值是否小于等于20mils。
步骤S36，调整模块103调整该差分信号的走线。本实施例中，对差分信号走线的调整方法为该调整模块103对在该对同位置点的弯折处附近的差分线对进行一次反方向弯折，该反方向弯折的角度与该对同位置点处的弯折角度相等。例如，若pin3到点A的距离与pin4到点B的距离之间的差值不在所述标准的范围内，则调整模块103在同位置点A和B的弯折处附近进行一次反方向的弯折，该反方向弯折的角度与同位置点A和B处的弯折角度相等。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种差分信号走线布线系统，运行于计算机上，该计算机包括布线工具，其特征在于，该系统包括：
建立模块，用于利用布线工具在信号发送端和信号接收端之间建立差分线对，在该差分线对引出区的非平行区和平行区的交界处画一条垂线，该垂线与该差分线对的两个交点为同位置点，并在差分信号流出引出区的走线上的弯折处和经过的元件处做垂线，该垂线与该差分线对的交点为同位置点；及
调整模块，用于当信号发送端的引脚到一对同位置点的走线距离间的差值不在标准的范围内时，调整该差分信号的走线。
2.如权利要求1所述的差分信号走线布线系统，其特征在于，该系统还包括查找模块，用于查找所述差分线对的引出区的非平行区和平行区的交界处，以及在差分信号流出引出区的走线上查找该差分线对的弯折处和经过的元件。
3.如权利要求1所述的差分信号走线布线系统，其特征在于，所述元件包括过孔、被动零件及螺丝孔。
4.如权利要求1所述的差分信号走线布线系统，其特征在于，所述调整模块调整差分信号的走线是在一对同位置点的弯折处附近的差分线对进行一次反方向弯折，该反方向弯折的角度与该对同位置点处的弯折角度相等。
5.一种差分信号走线布线方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(a)利用布线工具在信号发送端和信号接收端之间建立差分线对；
(b)在该差分线对引出区的非平行区和平行区的交界处画一条垂线，该垂线与该差分线对的两个交点为同位置点；
(c)在差分信号流出引出区的走线上的弯折处和经过的元件处做垂线，该垂线与该差分线对的交点为同位置点；
(d)判断信号发送端的引脚到每对同位置点的走线距离间的差值是否在标准的范围内，当发送端的引脚到一对同位置点的走线距离间的差值不在标准的范围内时，执行步骤(e)，当发送端的引脚到每对同位置点的走线距离间的差值都在标准的范围内时，结束流程；及
(e)调整该差分信号的走线。
6.如权利要求5所述的差分信号走线布线方法，其特征在于，在步骤(b)之前还包括步骤：查找所述差分线对的引出区的非平行区和平行区的交界处。
7.如权利要求5所述的差分信号走线布线方法，其特征在于，步骤(c)之前还包括步骤：在差分信号流出引出区的走线上查找该差分线对的弯折处和经过的元件。
8.如权利要求5所述的差分信号走线布线方法，其特征在于，所述元件包括过孔、被动零件及螺丝孔。
9.如权利要求5所述的差分信号走线布线方法，其特征在于，所述步骤(e)包括如下步骤：
在一对同位置点的弯折处附近的差分线对进行一次反方向弯折，该反方向弯折的角度与该对同位置点处的弯折角度相等。
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