PCI總線PCB設(shè)計丨實現(xiàn)高效外圍部件互連的關(guān)鍵要素

PCI（Peripheral Component Interconnect）是一種局部總線標準，它是由英特爾公司開發(fā)并推廣的一種高速、同步的通信總線。PCI總線支持32位或64位的總線寬度，并且有多種不同的版本，分別是PCI、PCI-X和PCI Express（PCIe）。PCI總線的工作頻率通常是33MHz，但在較新的版本中，例如PCI Express 2.0，工作頻率提高到了66MHz。

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PCI總線接口介紹

PCI總線是一種樹型結(jié)構(gòu)，并且獨立于CPU總線，可以和CPU總線并行操作。PCI總線主要連接一些高速的外部設(shè)備，如聲卡、網(wǎng)卡和IDE接口卡等。由于PCI總線是一種同步的通信總線，所以其具有高帶寬和低延遲的特點，這使得它成為一種高效的通信方式。

PCI總線有三種不同的版本，分別是PCI、PCI-X和PCI Express（PCIe）。PCI總線接口支持即插即用（Plug and Play）和中斷共享等功能，這使得設(shè)備插入系統(tǒng)后，無需手動配置即可自動分配IO、MEM空間和IRQ，并且IRQ可以在PCI設(shè)備中共享。

需要注意的是，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，PCI總線接口已經(jīng)逐漸被其他更為先進的接口所取代，例如PCI Express（PCIe）和USB。

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PCI總線的引腳定義

PCI總線是一種常見的計算機總線，它的引腳定義包括以下幾個主要信號。

TRST#

測試重置信號，用于將系統(tǒng)重置為初始狀態(tài)。

TCK

測試時鐘信號，用于提供測試時鐘。

TMS

測試模式選擇信號，用于選擇測試模式。

TDO

測試數(shù)據(jù)輸出信號，用于輸出測試數(shù)據(jù)。

TDI

測試數(shù)據(jù)輸入信號，用于輸入測試數(shù)據(jù)。

+5V

電源電壓信號，提供5伏特的電源電壓。

INTA#

中斷輸入信號，用于接收中斷請求。

12V

電源電壓信號，提供12伏特的電源電壓。

GND

地信號，用于提供接地。

C/B

命令/字節(jié)使能信號，用于控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖止?jié)使能。

[7]#

數(shù)據(jù)輸出信號，用于輸出數(shù)據(jù)。

[5]#

數(shù)據(jù)輸入信號，用于輸入數(shù)據(jù)。

+V I/O

I/O供電電壓信號，提供I/O電路所需的電壓。

+3.3V

電源電壓信號，提供3.3伏特的電源電壓。

PAR

奇偶校驗信號，用于奇偶校驗控制。

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PCI總線的PCB設(shè)計

1、差分對采用25/14的過孔，并且兩個過孔必須放置的相互對稱。

2、差分對的兩個交流耦合電容必須有相同的封裝尺寸，位置要對稱且要擺放在靠近金手指這邊，電容值推薦為0.1uF，不允許使用直插封裝。

3、SCL等信號線不能穿越PCI主芯片。

4、合理的走線設(shè)計可以提升信號的兼容性，減小信號的反射和電磁損耗。

5、PCI總線的信號線采用高速串行差分通信信號，因此，注重高速差分信號對的走線設(shè)計要求和規(guī)范，確保PCI總線能進行正常通信。

6、PCI是一種雙單工連接的點對點串行差分低電壓互聯(lián)。每個通道有兩對差分信號，分別是傳輸對Txp/Txn和接收對Rxp/Rxn。該信號工作在2.5GHz并帶有嵌入式時鐘。嵌入式時鐘通過消除不同差分對的長度匹配簡化了布線規(guī)則。

7、PCI與CPU芯片對連，盡量不打過孔或控制過孔數(shù)量在3個以內(nèi)。

8、時鐘信號長度控制在2450~2500mil， 其他信號長度<=1500mil。

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總線的PCB可制造性設(shè)計

阻抗線

在制造過程中阻抗線的公差是+/-10%，普通走線一般是+/-20%，阻抗線要求更加精確，因此阻抗線設(shè)計最好大于普通線最小的制成能力。

金手指開窗

金手指是否開通窗，如金手指沒開通窗會存在插接腳接觸等問題。

過孔設(shè)計

金手指周邊的過孔盡量遠離金手指，如過孔太靠近金手指會影響性能。

外形倒角

為了方便金手指插頭插入卡槽，金手指外形需要倒角設(shè)計。

這里推薦使用一款可制造性檢查的工藝軟件：華秋DFM，其對于PCI總線位置的PCB可制造性檢查有非常大的幫助，不僅可以檢查金手指的焊盤大小、開窗與過孔設(shè)計是否合理，還能模擬計算阻抗線設(shè)計是否合理，以及可以提前預(yù)防PCI總線的PCB是否存在可制造性問題等，全面預(yù)防生產(chǎn)隱患和優(yōu)化設(shè)計缺陷。

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