CN104638466B - 通过引入串扰来减小信号线中的串扰的部件和方法 - Google Patents

通过引入串扰来减小信号线中的串扰的部件和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及通过引入串扰来减小信号线中的串扰。本文描述了一种电路部件。所述电路部件包括在第一方向上传播的第一信号线和在第二方向上传播的第二信号线。所述电路部件包括区域，用以在所述区域内引入串扰，从而基于所述第一信号线和所述第二信号线的传播方向的变化来减小在远离所述区域的位置处所产生的另一串扰。

Description

通过引入串扰来减小信号线中的串扰的部件和方法
技术领域
总体而言，本公开内容涉及用于减小信号传输(signaling)中的远端串扰的技术。具体地，本公开内容涉及通过引入由于电路部件的信号线内的传播方向的变化而引起的串扰来减小远端串扰。
背景技术
计算系统可以包括诸如母板、印刷电路板装置(PCB)、边缘连接器(edgeconnector)、封装技术(例如栅格阵列(LGA))、以及引脚栅格阵列(PGA)等之类的设备。每种设备可以包括一个或多个电路部件。电路部件可以包括将一个设备连接到另一个设备的信号线。在一些电路部件中，信号线之间的串扰可能会干扰信号的通信。串扰减小机构(crosstalk reduction mechanism)旨在减少串扰，例如，根据信号强度和质量来提高信号通信。
附图说明
图1是示出了电路部件的一个部分的横截面的方框图；
图2是示出了电路部件的信号线的顶视图的图；
图3示出了在边缘连接器的一部分中实现的串扰减小机构；
图4是在电路部件中用以减小全局(global)远端串扰的多个区域；以及
图5是示出了减小串扰的方法的方框图。
在整个说明书和附图中，相同的附图标记用于表示相似的部件和功能。100系列的附图标记指的是最初在图1中出现的特征；200系列的附图标记指的是最初在图2中出现的特征；以此类推。
具体实施方式
一般地，本发明涉及用于减少电路部件中的信号线之间的串扰的技术。如本文所述，电路部件是在电路内传播信号的电路的一部分。实例的电路部件可以包括互连件部件，例如边缘连接器、插座、路由器等。信号线可以包括单端信号线或形成差分信号线对的一对导体。串扰可能是由两个相邻的信号线之间的电磁耦合而产生的。在信号线的起始处例如在给定信号线的输入端所发生的串扰，在本文中可以被称为全局近端串扰(global nearend crosstalk)(全局FEXT)。在信号线的末端例如在给定信号线的输出端所发生的串扰，在本文中可以被称为全局远端串扰(global far end crosstalk)(全局FEXT)。
本文所描述的实施例包括一区域，其中在所述区域内引入本地近端串扰(本地NEXT)，从而减小电路部件内的两个信号线的输出端处的全局FEXT。在实施例中，通过在区域内交叠信号线来减小全局FEXT，从而使信号线的传播方向彼此相反，由此引入本地NEXT串扰，所述本地NEXT串扰被配置为减少甚至消除信号线输出端处的全局FEXT。
图1是示出了电路部件的一个部分的截面图。如图1所示，电路部件100可以包括差分信号线。第一信号线对102和第二信号线对104可以位于导电平面106和108之间。在一些实施例中，可以在第一信号线对102和第二信号线对104之间配置参考平面110。如图1所示，参考平面110可以在第一信号线对102和第二信号线对104之间限定区域112，其中串扰被引入到信号线对之间。在该区域112中所引入的串扰可以是本地NEXT。通过在区域112内引入串扰，该区域112使在远离区域112的位置处所产生的串扰减小。如下文更详细地讨论，串扰的引入依赖于在区域112内沿相反方向传播的信号线对102和104。
在一些实施例中，电路部件100不包括参考平面110。相反，该区域被定义为电路部件100的材料内的空隙(void)，例如在远离区域112的区域中，设置在第一信号线对102与第二信号线对104之间的电介质材料的空隙。换句话说，只要该区域112被限定在电路部件100中以使得信号线在区域内彼此反方向上传播，参考平面110就可以从电路部件100中省略。
图2是示出了电路部件的信号线的顶视图的图形。由虚线框200表示的电路部件包括通过电路部件200进行传播的受扰信号线(victim signal line)202和侵扰信号线(aggressor signal line)204。应注意的是，在图2中所示的信号线202和204是单端信号线，而不是如上文参照图1所述的信号线对102和104的差分信号线对。但是，可以使用本文中讨论的技术来实施差分信号线对，从而在无需限制的情况下减小串扰。
受扰信号线202是受扰方，这是因为它接收来自侵扰信号线204的串扰。在实施例中，信号线202或204两者都可以是受扰方和侵扰方，但是为了本文的描述，该信号线202在本文中被称为受扰信号线202，信号线204在本文中被称为侵扰信号线204。受扰信号线202和侵扰信号线204与在输入端203的箭头206所指示的相同的方向传播，以及与在输出端205的箭头208所指示的相同的方向传播。在实施例中，侵扰信号线204与受扰信号线202耦接时，可能会产生串扰，从而产生如箭头210所指示的朝向输入端方向传播的全局NEXT(在本文中称为全局NEXT210)和如箭头212所指示的朝向输出端方向传播的全局FEXT(在本文中称为全局FEXT212)。当不进行减小时，全局FEXT212可能会在受扰信号线202与侵扰信号线204之间产生不期望的信号干扰。
本文所介绍的技术在虚线框214所示的区域内引入串扰，相反的信号传播用以减小在远离区域214处所产生的全局FEXT212。在一些实施例中，区域214可以通过在信号线之间的参考平面的开口限定，例如上文参照图1所述的参考平面110中的开头。根据串扰引入的类型，在区域214内引入的串扰可能在两个方向上传播。如图2所示，在与侵扰信号线204的方向220相反的方向上进行传播的本地NEXT216，和在与侵扰信号线204的方向220相同的方向上进行传播的本地FEXT218可能被引入到区域214内。
区域214内所引入的本地NEXT216可以使得输出端208处的全局FEXT的抵消(counterbalance)，并可以减小全局FEXT212。本地NEXT216与侵扰信号线204的方向220之间的传播方向的差异通过在区域216内交叠侵扰信号线204和受扰信号线202来实现。如图2所示，区域216内的交叠使得在区域214内方向220与传播方向222相反，并由此与在区域214内所产生的本地NEXT216的传播方向相反。
在实施例中，在区域214内所引入的本地NEXT216可以是基于电感耦合和电容耦合的加法。具体地，电感耦合的量或振幅可以基于互感与自感的电感比值。同样地，电容耦合的量或幅值可以基于互电容和自电容的电容比值。本地NEXT216是与电感比值和电容比值的加法而不是减法成比例。与此相反，本地FEXT218是与电容比值与电感比值的减法成比例。相对于本地FEXT218的引入，本地NEXT216与电感和电容比值的和的比例使得相对较高量的串扰被引入到区域214中。即使当感性串扰和容性串扰的比值并不接近平衡时，由本地NEXT216所引入的较高量的串扰可以用于减小串扰，例如全局FEXT212。因此，即使当感性耦合和容性耦合比不一样时，本地NEXT216的引入可以被配置为减小FEXT212。
图3示出了在边缘连接器的一部分中实施的串扰减小机构。如上所述，电路部件可以是包括边缘连接器的几个不同部件之一。边缘连接器的一部分300可以被连接到配置为在区域306内交叠的信号线302和304，从而使相对于各信号线的传播方向在区域306内彼此相反。如图3所示，在区域306内通过相反传播方向实施的串扰减小机构可以减小全局FEXT，而无需增加用以以其他方式减少串扰的附加的金属结构或绝缘片。
图4是用于在电路部件中减小全局(global)远端串扰的多个区域。在一些实施例中，电路部件400可以包括多个区域402、404、406、408和410，以便能够通过串扰的聚合(aggregate)引入而实现较大的串扰引入。因为近端串扰是在时间上分布，根据在时间上分布的幅值的所引入的本地NEXT的效力(effectiveness)反比于由各个区域402、404、406、408和410的双箭头412、414、416、418和420所表示的长度。如图4所示，各个区域402、404、406、408和410可以基于其由虚线圆422所示的各自长度412、414、416、418和420与给定的幅值相关联。基于电路部件400内的多个区域402、404、406、408和410，相对于本地NEXT的单个幅值422，由虚线圆424所示的总幅值(aggregate amplitude)示出了本地NEXT的增大的幅值。
图5是示出了减小串扰的方法的方框图。在方框502，方法500可以包括：形成沿第一方向传播的第一信号线。在方框504，方法500可以包括：形成沿第二方向传播的第二信号线，从而使所述第二方向与所述第一方向在最初时相同。在方框506，方法500可以包括：形成区域，以基于第一信号线相对于第二信号线的传播方向的变化，通过在所述区域本地引入近端串绕来减小在远离该区域的位置所产生的远端串扰。
如上所述，通过方法500所形成的区域可以引入本地NEXT，以减少在远离该区域的位置处所产生的全局FEXT。通过在该区域内每个信号线的相反方向传播，该区域引入本地NEXT以减少全局FEXT。然而，信号线在区域外的至少一些范围内是以相同方向传播。在实施例中，方法500可以包括形成第一信号线和第二信号线中的转换部，从而使所述第一信号线和第二信号线交叠，其中，由于转换部，在区域内，所述第一传播方向是与所述第二传播方向相反的。
如上所述，引入串扰的幅值与区域的大小成反比。因此，在一些实施例中，方法500可以包括形成多个区域以减少在远离的位置处产生的串扰。
在一些实施例中，该方法可以包括在第一信号线和第二信号线之间形成参考平面。该参考平面可以被用来将该区域限定为参考平面的开口。参考平面可以由导电材料形成，并且可以被用作信号线之间的地平面。
示例1
本文描述了一种用于减小串扰装置。在一些实施例中，所述用于减小串扰的装置可以包括：电路部件、互连件、或它们的任意组合。所述用于减小串扰的装置可以包括在第一方向上传播的第一信号线，以及在第二方向上传播的第二信号线。所述装置可以包括所述电路部件中的区域，用以在所述区域内引入串扰，从而基于所述第一信号线和所述第二信号线的传播方向的变化来减小在远离所述区域的位置处所产生的另一串扰。所述装置可以包括在所述第一信号线中的转换部和在第二信号线中的转换部，从而使所述第一信号线和第二信号线在所述用于减小串扰的装置内交叠。
示例2
本文描述了一种电路部件。所述电路部件包括在第一方向上传播的第一信号线，以及在第二方向上传播的第二信号线。所述电路部件可以包括在所述电路部件内的区域，用以在所述区域内引入串扰，以基于所述第一信号线和所述第二信号线的传播方向的变化来减小在远离所述区域的位置处所产生的另一串扰。
示例3
本文描述了一种减小串扰的方法。所述方法包括：形成沿第一方向上传播的第一信号线，和沿第二方向上传播的第二信号线，从而使第二方向与第一方向在最初时相同。所述方法还可以包括形成区域，用以基于所述第一信号线相对于所述第二信号线的传播方向的变化，通过在所述区域处本地引入近端串扰，来减小在远离所述区域的位置处所产生的远端串扰。
示例4
本文描述了一种电路互连件。所述电路互连件包括在第一方向上传播的第一信号线，以及在第二方向上传播的第二信号线。所述电路互连件包括在所述区域引入近端串扰的区域，用以基于所述第一信号线和所述第二信号线的传播方向的变化来减小在远离所述区域的位置处所产生的远端串扰。
实施例是实施方式或示例。在说明书引用的“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“各个实施例”、或者“其他实施例”是指被结合该实施例所描述的特定的特征、结构、或特性包含在本技术的至少一些实施例中，而不必须包含在所有实施例中。多出出现的“实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”的不需要都指指代同一实施例。
并非本文所描述或所例示的所有部件、特征、结构、特性等都必须包含在特定的实施方式或实施例中。例如，如果说明书陈述部件、特征、结构或特性“可”、“可能”、“可以”或“可能”被包含，则不要求该特定的部件、特征、结构或特性一定被包含。如果说明书或权利要求指出“一”或“一”元件，则并不意味着只存在一个元件。如果说明书或权利要求书指出“附加的”元件，则并不排除存在多于一个的附加元件的情况。
应当指出，虽然已经参照具体实施方式对一些实施例进行了说明，但是根据一些实施例，其他实施方式也是可能的。此外，电路元件的布置和/或顺序或者附图中所示和/或本文所述的其他特征，不需要被布置为所例示的或所描述的特定方式。根据一些实施例，许多其他布置也是可能的。
在附图所示的各系统中，在某些情况下，元件可以各自具有相同的附图标记或不同的附图标记，以表明所表示的元件可能是不同的和/或相似的。然而，元件可以足够灵活以具有不同的实施方式，并与本文示出或描述的一些或所有系统共同工作。在附图中所示的各种元件可以是相同的或不同的。哪一个被称为第一元件以及哪一个被称为第二元件是任意的。
应当理解，上述实例的细节可以在一个或多个实施例的任何地方使用。例如，如上所述的计算装置的所有可选特征，也可以相对于所述的方法或计算机可读介质来实施。此外，尽管在本文中采用流程图和/或状态图来描述实施例，但该技术不限于本文中这些图或相应的描述。例如，流程不需要以如本文所例示以及所描述的完全相同的顺序通过每个图示框或状态来进行。
本技术并不限于本文所列的具体细节。事实上，得益于本公开内容的本领域技术人员将认识到可以根据前面的描述和附图在本技术的范围内作出许多其他变形。因此，以下的权利要求包括限定本技术的范围的任意修改形式。

Claims (18)

1.一种电路部件，包括：
沿第一方向传播的第一信号线；
沿第二方向传播的第二信号线；
位于所述电路部件内的区域，用以在所述区域内引入串扰，从而基于所述第一信号线和所述第二信号线的传播方向的变化来减小在与所述区域远离的位置处产生的另一串扰；以及
位于所述第一信号线与所述第二信号线之间的参考平面，其中，所述区域被限定为所述参考平面中的开口。
2.根据权利要求1所述的电路部件，包括所述第一信号线中的转换部和所述第二信号线中的转换部，以使得所述第一信号线和所述第二信号线在所述电路部件中交叠。
3.根据权利要求2所述的电路部件，其中，由于所述转换部，在所述区域中，所述第一方向与所述第二方向相反。
4.根据权利要求3所述的电路部件，其中，在远离所述区域的位置处，所述第一方向与所述第二方向相同。
5.根据权利要求1、2、3和4中的任一项所述的电路部件，其中，在所述区域内所引入的所述串扰是近端串扰，并且其中，在所述远离的位置处所引入的串扰是远端串扰。
6.根据权利要求5所述的电路部件，其中，引入到所述区域中的所述近端串扰用以减小在所述远离的位置处所产生的所述远端串扰。
7.根据权利要求5所述的电路部件，其中，所述电路部件包括用以减小在所述远离的位置处所产生的串扰的多个区域。
8.一种减小串扰的方法，包括：
形成沿第一方向传播的第一信号线；
形成沿第二方向传播的第二信号线，以使得所述第二方向与所述第一方向在最初时相同；
形成区域，用以基于所述第一信号线相对于所述第二信号线的传播方向的变化，通过在所述区域处本地引入的近端串扰来减小在与所述区域远离的位置处产生的远端串扰；以及
在所述第一信号线与所述第二信号线之间形成参考平面，其中，所述区域被限定为所述参考平面中的开口。
9.根据权利要求8所述的方法，包括：
在所述第一信号线中形成转换部；以及
在所述第二信号线中形成转换部，以使得所述第一信号线与所述第二信号线交叠。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，由于所述第一信号线和所述第二信号线中的所述转换部，在所述区域内所述第一方向与所述第二方向相反。
11.根据权利要求8和9中的任一项所述的方法，其中，在与所述区域远离的位置处，所述第一方向与所述第二方向相同。
12.根据权利要求8-10中的任一项所述的方法，所述方法包括形成用以减小在所述远离的位置处所产生的串扰的多个区域。
13.一种电路互连件，包括：
沿第一方向传播的第一信号线；
沿第二方向传播的第二信号线；
位于电路部件内的区域，用以在所述区域内引入近端串扰，从而基于所述第一信号线和所述第二信号线的传播方向的变化来减小在与所述区域远离的位置处产生的远端串扰；以及
位于所述第一信号线与所述第二信号线之间的参考平面，其中，所述区域被限定为所述参考平面中的开口。
14.根据权利要求13所述的电路互连件，包括所述第一信号线中的转换部和所述第二信号线中的转换部，以使得所述第一信号线和所述第二信号线在所述电路部件中交叠。
15.根据权利要求14所述的电路互连件，其中，由于所述转换部，在所述区域内所述第一方向与所述第二方向相反。
16.根据权利要求15所述的电路互连件，其中，在与所述区域远离的位置处，所述第一方向与所述第二方向相同。
17.根据权利要求13-16中的任一项所述的电路互连件，其中，所引入的串扰的幅值与所述区域的大小成反比例，所述电路互连件包括用以减小在所述远离的位置处所产生的串扰的多个区域。
18.根据权利要求13-16中的任一项所述的电路互连件，其中，所述电路互连件被实施为：
边缘连接器；
电路封装；或
所述边缘连接器与所述电路封装。
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