【技術文章】PCB板蛇形走線的作用

人和同行討論也參考了一些資料，蛇形走線作用大致如下：希望大家補充糾正。

PCB上的任何一條走線在通過高頻信號的情況下都會對該信號造成時延時，蛇形走線的主要作用是補償“同一組相關”信號線中延時較小的部分，這些部分通常是沒有或比其它信號少通過另外的邏輯處理；最典型的就是時鐘線，通常它不需經(jīng)過任何其它邏輯處理，因而其延時會小于其它相關信號。

高速數(shù)字PCB板的等線長是為了使各信號的延遲差保持在一個范圍內(nèi),保證系統(tǒng)在同一周期內(nèi)讀取的數(shù)據(jù)的有效性(延遲差超過一個時鐘周期時會錯讀下一周期的數(shù)據(jù)),一般要求延遲差不超過1/4時鐘周期,單位長度的線延遲差也是固定的,延遲跟線寬,線長,銅厚,板層結(jié)構有關,但線過長會增大分布電容和分布電感,使信號質(zhì)量,所以時鐘IC引腳一般都接RC端接,但蛇形走線并非起電感的作用,相反的,電感會使信號中的上升元中的高次諧波相移,造成信號質(zhì)量惡化,所以要求蛇形線間距最少是線寬的兩倍,信號的上升時間越小就越易受分布電容和分布電感的影響.

因為應用場合不同具不同的作用,如果蛇形走線在電腦板中出現(xiàn)，其主要起到一個濾波電感的作用，提高電路的抗干擾能力，電腦主機板中的蛇形走線，主要用在一些時鐘信號中，如PCIClk,AGPClk，它的作用有兩點：1、阻抗匹配 2、濾波電感。對一些重要信號，如INTEL HUB架構中的HUBLink,一共13根，跑233MHz，要求必須嚴格等長，以消除時滯造成的隱患，繞線是唯一的解決辦法。一般來講，蛇形走線的線距>=2倍的線寬。PCI板上的蛇行線就是為了適應PCI 33MHzClock的線長要求。若在一般普通PCB板中，是一個分布參數(shù)的 LC 濾波器，還可作為收音機天線的電感線圈，短而窄的蛇形走線可做保險絲等等.

補充一：

采用蛇行線的確有助于提高主板、顯卡的穩(wěn)定性，有助于消除長直布線在電流通過時產(chǎn)生的電感現(xiàn)象，減輕線與線之間的串擾問題，這一點在高頻率時表現(xiàn)得尤為明顯。當然你也能夠通過減小布線的密度達到相同的效果。

有條件的朋友可以觀察一下手邊的主板。CPU插座-->北橋芯片、北橋-->AGP插槽、頻率發(fā)生器背面、內(nèi)存DIMM槽附近，這些是集中使用蛇行線的地方。究其原因，還是這些都是工作在高頻，并且還需要穩(wěn)定的電流信號。

在PROTEL中一般先大致手工畫好線，然后把要設置的所有線為一個CLASS，選Tools/Equalize net lengths。

補充二：

減輕線與線的串擾最主要的就是增加線間距，而和繞蛇行無關，蛇行線反而會帶入導線自身的串擾問題，計算機主版?zhèn)€部分信號對時序要求非常嚴格，所以必須對每種信號進行長度匹配，以滿足足夠的建立和保持時間，走蛇行線僅僅是和時序設計相關，和高頻信號完整性無關。我看過的國外多本信號完整性著作，還有芯片組廠商的Guildline,均沒有要求設計者采用蛇行線走法，當然會有走線長度要求，但這只是符合時序規(guī)范要求。