一种pin脚分布结构及高速芯片

文档序号:1816364 发布日期:2021-11-09 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 一种pin脚分布结构及高速芯片 (Pin distribution structure and high-speed chip ) 是由 李永翠 于 2021-06-29 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种pin脚分布结构及高速芯片,相邻pin脚行各对应pin脚交错分布,同时设置两类差分信号pin脚对,其中一类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚在同一行,另一类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚分布在相邻的两行,且两类差分信号pin脚对交叉分布,使相邻的两个差分信号pin脚对呈一定角度分布,与传统并排平行排布对比,串扰得到明显提升,提升了链路的信号完整性,避免串扰带来的信号失效,同时合理利用pin脚分布空间,避免过涉及带来的成本浪费。本发明的结构简洁高效易实现,同时增加了系统设计可靠性。(The invention discloses a pin distribution structure and a high-speed chip, wherein adjacent pin rows respectively correspond to pins in a staggered distribution mode, two types of differential signal pin pairs are simultaneously arranged, two differential signal pins of one type of differential signal pin pair are in the same row, two differential signal pins of the other type of differential signal pin pair are distributed in two adjacent rows, and the two types of differential signal pin pairs are distributed in a crossed mode, so that the two adjacent differential signal pin pairs are distributed at a certain angle, compared with the traditional parallel arrangement, crosstalk is obviously improved, the signal integrity of a link is improved, signal failure caused by the crosstalk is avoided, meanwhile, the pin distribution space is reasonably utilized, and cost waste caused by the related relation is avoided. The invention has simple structure, high efficiency and easy realization, and simultaneously increases the reliability of system design.)

一种pin脚分布结构及高速芯片

技术领域

本发明涉及pin脚分布领域,具体涉及一种pin脚分布结构及高速芯片。

背景技术

在Incloud服务器设计中,尤其PCIE5.0高速信号互联拓扑链路中,随着信号速率的增大,板卡密集度增加,叠层板厚越来越大,在高速系统链路设计中,如何做到体积小,性能优,成为设计师追求的目标。

针对高速芯片的pin脚分布(即pin map)设计,现有的设计通常如图1所示分布,TX信号pin脚与RX分布pin脚在不同列,由接地pin脚(即GND pin)隔开,但是TX+信号pin脚与TX-信号pin脚TX之间或者RX+信号pin脚与RX-信号pin脚之间没有隔离接地pin脚,因为这种分布中在 TX+信号pin脚与TX-信号pin脚TX之间或者RX+信号pin脚与RX-信号pin脚之间加隔离接地pin脚,会大大增加芯片的尺寸和成本的增加。

发明内容

为解决上述问题,本发明提供一种pin脚分布结构及高速芯片,合理利用pin脚分布空间,且降低串扰。

第一方面,本发明的技术方案包括一种pin脚分布结构,包括多行pin脚,上一行的各个pin脚与相邻下一行的对应各个pin脚之间呈交错分布;

pin脚包括接地pin脚和差分信号pin脚,其中差分信号pin脚包括正向差分信号pin脚和负向差分信号pin脚,一个正向差分信号pin脚和一个负向差分信号pin脚组成差分信号pin脚对;

差分信号pin脚对包括第一类差分信号pin脚对和第二类差分信号pin脚对,其中第一类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚分布在同一行,第二类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚分布在相邻的两行;

该结构上分布多个第一类差分信号pin脚对和多个第二类差分信号pin脚对,第一类差分信号pin脚对和第二类差分信号pin脚对交叉排布。

进一步地,第一类差分信号pin脚对与相邻第二类差分信号pin脚对之间呈45度角分布。

进一步地,第二类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚中,至少有一个差分信号pin脚位于相邻第一类差分信号pin脚对所在的一行。

进一步地,第一类差分信号pin脚的两个差分信号pin脚之间无接地pin脚。

进一步地,对于第二类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚,上一行的差分信号pin脚与下一行和其相邻最近的其中一个pin脚组成第二类差分信号pin脚对。

进一步地,第一行pin脚均为接地pin脚。

进一步地,除第一行外,其余各行左端的第一个pin脚均为接地pin脚。

进一步地,差分信号pin脚分为RX信号pin脚和TX信号pin脚;

RX信号pin脚包括正向RX信号pin脚和负向RX信号pin脚,即RX+信号pin脚和RX-信号pin脚;

TX信号pin脚包括正向TX信号pin脚和负向TX信号pin脚,即TX+信号pin脚和TX-信号pin脚;

该结构其中一端的第一个RX信号pin脚与该端第一个TX信号pin脚之间至少相隔一行。

进一步地,该结构包括六行pin脚,每行包括七个pin脚;

第二行左侧起第一个和第三个pin脚为RX+信号pin脚,第二个pin脚为RX-信号pin脚,该行其余pin脚为接地pin脚;

第三行左侧起第四个和第六个pin脚为RX+信号pin脚,第五个和第七个pin脚为RX-信号pin脚,该行其余pin脚为接地pin脚;

第四行左侧起第二个pin脚为TX+信号pin脚,第六个pin脚为RX-信号pin脚,该行其余pin脚为接地pin脚;

第五行左侧起第二个和第四个pin脚为TX-信号pin脚,第三个和第五个pin脚为TX+信号pin脚,该行其余pin脚为接地pin脚;

第六行左侧起第四个和第六个pin脚为TX-信号pin脚,第五个pin脚为TX+信号pin脚,该行其余pin脚为接地pin脚。

第二方面,本发明的技术方案还包括一种高速芯片,配置上述任一项所述的pin脚分布结构。

本发明提供的pin脚分布结构及高速芯片,相对于现有技术,具有以下有益效果:相邻pin脚行各对应pin脚交错分布,同时设置两类差分信号pin脚对,其中一类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚在同一行,另一类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚分布在相邻的两行,且两类差分信号pin脚对交叉分布,使相邻的两个差分信号pin脚对呈一定角度分布,与传统并排平行排布对比,串扰得到明显提升,提升了链路的信号完整性,避免串扰带来的信号失效,同时合理利用pin脚分布空间,避免过涉及带来的成本浪费。本发明的结构简洁高效易实现,同时增加了系统设计可靠性。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是传统pin脚分布结构示意图;

图2是本发明所提供pin脚分布结构示意图;

图3是本发明一具体实施例pin脚分布结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种pin脚分布结构及高速芯片,相邻pin脚行各对应pin脚交错分布,同时设置两类差分信号pin脚对,其中一类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚在同一行,另一类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚分布在相邻的两行,且两类差分信号pin脚对交叉分布,使相邻的两个差分信号pin脚对呈一定角度分布,合理利用pin脚分布空间,且降低串扰。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

实施例一

针对高速芯片的pin脚分布(即pin map)设计,现有的设计通常如图1所示分布,TX信号pin脚与RX分布pin脚在不同列,由接地pin脚(即GND pin)隔开,但是TX+信号pin脚与TX-信号pin脚TX之间或者RX+信号pin脚与RX-信号pin脚之间没有隔离接地pin脚,因为这种分布中在 TX+信号pin脚与TX-信号pin脚TX之间或者RX+信号pin脚与RX-信号pin脚之间加隔离接地pin脚,会大大增加芯片的尺寸和成本的增加。

因此,本实施例提供一种pin脚分布结构,使相邻pin脚行交错分布,且相邻差分信号对之间呈一定角度,相对于传统并排平行分布,优化pin分布空间,降低串扰。

如图2所示为本实施例所提供pin脚分布结构示意图,包括多行pin脚,上一行的各个pin脚与相邻下一行的对应各个pin脚之间呈交错分布,如第二行第一个pin脚位于第一行前两个pin脚之间。

pin脚包括接地pin脚和差分信号pin脚,其中差分信号pin脚包括正向差分信号pin脚和负向差分信号pin脚,一个正向差分信号pin脚和一个负向差分信号pin脚组成差分信号pin脚对。

为实现相邻差分信号pin脚对呈一定角度分布,本实施例的差分信号pin脚对设置两类,分布为第一类差分信号pin脚对和第二类差分信号pin脚对。其中第一类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚分布在同一行,第二类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚分布在相邻的两行。

另外,该结构上分布多个第一类差分信号pin脚对和多个第二类差分信号pin脚对,第一类差分信号pin脚对和第二类差分信号pin脚对交叉排布。

因相邻两行pin脚对应的各个pin脚呈交错分布,同时第一类差分信号pin脚对和第二类差分信号pin脚对交叉排布,使相邻差分信号pin脚对不再并排平行分布,而是呈一定角度分布,经仿真,相对于传统并排平行排布,串扰得到明显提升,且可优化pin脚分布空间。

本实施例提供的pin脚分布结构,相邻pin脚行各对应pin脚交错分布,同时设置两类差分信号pin脚对,其中一类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚在同一行,另一类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚分布在相邻的两行,且两类差分信号pin脚对交叉分布,使相邻的两个差分信号pin脚对呈一定角度分布,与传统并排平行排布对比,串扰得到明显提升,提升了链路的信号完整性,避免串扰带来的信号失效,同时合理利用pin脚分布空间,避免过涉及带来的成本浪费。本发明的结构简洁高效易实现,同时增加了系统设计可靠性。

实施例二

本实施例提供一种pin脚分布结构,使相邻pin脚行交错分布,且相邻差分信号对之间呈一定角度,相对于传统并排平行分布,优化pin分布空间,降低串扰。

如图2所示为本实施例所提供pin脚分布结构示意图,包括多行pin脚,上一行的各个pin脚与相邻下一行的对应各个pin脚之间呈交错分布,如第二行第一个pin脚位于第一行前两个pin脚之间。

pin脚包括接地pin脚和差分信号pin脚,其中差分信号pin脚包括正向差分信号pin脚和负向差分信号pin脚,一个正向差分信号pin脚和一个负向差分信号pin脚组成差分信号pin脚对。

为实现相邻差分信号pin脚对呈一定角度分布,本实施例的差分信号pin脚对设置两类,分布为第一类差分信号pin脚对和第二类差分信号pin脚对。其中第一类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚分布在同一行,第二类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚分布在相邻的两行。

另外,该结构上分布多个第一类差分信号pin脚对和多个第二类差分信号pin脚对,第一类差分信号pin脚对和第二类差分信号pin脚对交叉排布。

因相邻两行pin脚对应的各个pin脚呈交错分布,同时第一类差分信号pin脚对和第二类差分信号pin脚对交叉排布,使相邻差分信号pin脚对不再并排平行分布,而是呈一定角度分布,经仿真,相对于传统并排平行排布,串扰得到明显提升,且可优化pin脚分布空间。

本实施例使第一类差分信号pin脚对与相邻第二类差分信号pin脚对之间呈45度角分布,经仿真,可较大程度避免串扰。图2中虚线所连接两个pin脚为一个差分信号pin脚对,横向虚线为第一类差分信号pin脚对,斜虚线为第二类差分信号pin脚对,本实施例的45度角是指横向虚线和斜虚线之间呈45度角。

为优化pin脚分布空间,本实施例的第二类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚中,至少有一个差分信号pin脚位于相邻第一类差分信号pin脚对所在的一行。对于两侧均有第一类差分信号pin脚的第二类差分信号pin脚,其两个差分信号pin脚分别位于对应第一类差分信号pin脚所在行内,如图2中上侧第一个第二类差分信号pin脚。对于一侧有第一类差分信号pin脚的第二类差分信号pin脚,其其中一个差分信号pin脚位于对应第一类差分信号pin脚所在行内,如图2中上侧第二个第二类差分信号pin脚和下方第一个差分信号pin脚。

本实施例的结构第一类差分信号pin脚的两个差分信号pin脚之间无接地pin脚,另外,对于第二类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚,上一行的差分信号pin脚与下一行和其相邻最近的其中一个pin脚组成第二类差分信号pin脚对。需要说明的是,第二类差分信号pin脚对所选取相邻最近的pin脚,且保证第一类差分信号pin脚对与第二类差分信号pin脚对之间呈45度角分布,此时相邻两行pin脚交错分布具体是使某一行的pin脚位于另一行对应两个pin脚的正中间,如图2中第二行第一个pin脚位于第一行前两个pin脚正中间,其余类推。需要说明的是,每一行中各个pin脚之间的间距是均匀的。

本实施例的结构使第一行pin脚均为接地pin脚,同时除第一行外,其余各行左端的第一个pin脚均为接地pin脚,进一步降低串扰影响。

差分信号pin脚分为RX信号pin脚和TX信号pin脚。其中,RX信号pin脚包括正向RX信号pin脚和负向RX信号pin脚,即RX+信号pin脚和RX-信号pin脚;TX信号pin脚包括正向TX信号pin脚和负向TX信号pin脚,即TX+信号pin脚和TX-信号pin脚。

本实施例中,该结构其中一端的第一个RX信号pin脚与该端第一个TX信号pin脚之间至少相隔一行,即将RX信号pin脚和TX信号pin脚隔开。

以下提供一具体实施例,如图3所示为该具体实施例pin脚分布结构示意图。

该具体实施例pin脚分布结构包括六行pin脚,每行包括七个pin脚。

第一行均为接地pin脚。

第二行左侧起第一个和第三个pin脚为RX+信号pin脚,第二个pin脚为RX-信号pin脚,该行其余pin脚为接地pin脚。

第三行左侧起第四个和第六个pin脚为RX+信号pin脚,第五个和第七个pin脚为RX-信号pin脚,该行其余pin脚为接地pin脚。

第四行左侧起第二个pin脚为TX+信号pin脚,第六个pin脚为RX-信号pin脚,该行其余pin脚为接地pin脚。

第五行左侧起第二个和第四个pin脚为TX-信号pin脚,第三个和第五个pin脚为TX+信号pin脚,该行其余pin脚为接地pin脚。

第六行左侧起第四个和第六个pin脚为TX-信号pin脚,第五个pin脚为TX+信号pin脚,该行其余pin脚为接地pin脚。

经仿真,该具体实施例的pin脚分布结构的串扰明显优于传统并排平行分布。

本实施例提供的pin脚分布结构,相邻pin脚行各对应pin脚交错分布,同时设置两类差分信号pin脚对,其中一类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚在同一行,另一类差分信号pin脚对的两个差分信号pin脚分布在相邻的两行,且两类差分信号pin脚对交叉分布,使相邻的两个差分信号pin脚对呈一定角度分布,与传统并排平行排布对比,串扰得到明显提升,提升了链路的信号完整性,避免串扰带来的信号失效,同时合理利用pin脚分布空间,避免过涉及带来的成本浪费。本发明的结构简洁高效易实现,同时增加了系统设计可靠性。

实施例三

本实施例提供一种高速芯片,该高速芯片配置上述实施例一或实施例二的pin脚分布结构。

本实施例的高速芯片基于前述的pin脚分布结构实现,因此该装置中的具体实施方式可见前文中的pin脚分布结构的实施例部分,所以,其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述,在此不再展开介绍。

另外,由于本实施例的高速芯片基于前述的pin脚分布结构实现,因此其作用与上述方法的作用相对应,这里不再赘述。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

以上公开的仅为本发明的优选实施方式,但本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化,以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰,都应落在本发明的保护范围内。

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