Jump to content

    
kt368

Топология диффпар PCIe Gen 3. Порекомендуйте для диэлектрика 0.115 мм FR-4.

Recommended Posts

Здравствуйте.

Использую в своих проектах следующую конфигурацию дифф. пар PCIe:

диэлектрик 0.115 мм FR-4 (prepreg 2116), finished медь 1 oz, топология 0.15 - 0.15 - 0.15 мм.

Согласно SI9000 дифф импеданс 98.92 Ом, single ended (Z0) импеданс 57.93 Ом.

В референсах и руководствах видел диэлектрик 4.4 mil, медь 1.9 mil, топология 5 - 7 - 5 mil. По SI9000 получается Zdiff=104.66 и Z0=60.30 Ом.

При этом Saturn PCB выдаёт чуть меньшие цифры как для дифф. сопротивлений, так и для sinlge ended.

Но все эти цифры входят в указанные в стандарте пределы.

Подскажите, топологии выглядят жизненно? Не хотел бы уменьшать ширину дорог, да и видал предостережения, мол, уменьшение ширины дорог приводит к увеличению потерь в линии передачи.

Это всё к чему: последняя партия плат оказалась деффектной, постоянные отваливания PCIe устрйоства - линукс драйвер теряет с ним связь. Поэтому в очередной раз хочу пересмотреть правильность используемой мною в дизайне топологии дифф. пар.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте,

Не вдаваясь в расспросы о подробностях конкретной марки FR-4, его Dk и других параметров, а также сомнительных расчетов:spiteful: хочется спросить следующее:
1. Что именно с чем именно соединяется, плюс откуда взялось значение 85Ом?
2. Почему вы думаете что возможные проблемы лежат сугубо в области геометрии диффпары как таковой?

Особо интересно если есть картинка псие ген3 взятая с дефектной платы(как минимум поканально)- почти уверен что геометрия будет далеко не главной в списке проблем:popcorm1:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте.

Хост - материнская плата Supermicro X11SSH-CTF, девайс - PCIe AHCI SSD MZ-JPV1280/0A4 (от макбука). Про какие 85 Ом вы говорите, у меня в сообщении такого, вроде-бы нет. Дифф. сопротивление по стандарту 100 Ом, single ended - 60 Ом.

Да вот именно, что, как мне кажется, с геометрией всё в порядке, навреное при производстве что-то не то применилось, то ли FR-4 с сильно отличающимися от рассчётными параметрама, то ли диэлектрик не той толщины. В прошлой партии плат подобных проблем не наблюдалось, а изменения дизайна этой платы по сравнению с прошлой партией - совсем незначительные, и уж никак не связаны с дифф парами.

Под картинкой псие ген3 вы имеете ввиду глазковую диаграмму? Если да, то её нет, пока надобности в анализаторе не было, видимо, до первого факапа подобного рода.

Примерно подобное и относительно марки FR-4, я её не знаю.

Share this post


Link to post
Share on other sites
43 minutes ago, kt368 said:

Про какие 85 Ом вы говорите, у меня в сообщении такого, вроде-бы нет. Дифф. сопротивление по стандарту 100 Ом, single ended - 60 Ом.

Здесь приношу извинения- моя опечатка: вопрос конечно же про то откуда взялись 100Ом, не 85Ом:biggrin:. Стало клинить под конец дня, обгоняю события:biggrin:

43 minutes ago, kt368 said:

Под картинкой псие ген3 вы имеете ввиду глазковую диаграмму? Если да, то её нет, пока надобности в анализаторе не было, видимо, до первого факапа подобного рода.

Нет, имеется в виду скриншот разводки

43 minutes ago, kt368 said:

Да вот именно, что, как мне кажется, с геометрией всё в порядке, навреное при производстве что-то не то применилось, то ли FR-4 с сильно отличающимися от рассчётными параметрама, то ли диэлектрик не той толщины. В прошлой партии плат подобных проблем не наблюдалось, а изменения дизайна этой платы по сравнению с прошлой партией - совсем незначительные, и уж никак не связаны с дифф парами.

В работоспособность псие ген3 входит переменных заметно больше, чем просто геометрия пары- однако я никак не могу взять в толк: есть серверная плата, есть ссд, mating connectors вроде разные. Как одно соединяется с другим?
 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Конструкция следующая: В материнскую плату включается небольшая вертикальная платка-соединитель. Сверху на неё надет PCIe разъём главной платы, о которой идёт рачь. А на заднем торце этой главной платы расположен угловой разъём PCIe, в который включается внешний блок расширения, который представляет собой плату с кревым PCIe разъёмом и разъёмом под Apple SSD. Это всё легче представить, взглянув на скриншот 3D модели этого устройства: 

5.thumb.png.b55e28cbd71e58e84e4ca8f41d8dc1de.png

6.thumb.jpg.dfccd0c8462b709efd78ec5baea057c0.jpg

А вот скриншоты разводки дифф. пар:

1.png.46dbc9490e110189d20e9cdda1f2ba0a.png2.png.d4fbbb908aaf2efb870b5dbc7cd1415e.png3.thumb.png.3fe422da356079c89b0ecf0a9af675cf.png4.thumb.png.1de466711809a5ea6a9b5e80e9ff1304.png

Понимаю, что в устрйостве соединяется "паровозиком" очень много плат и PCIe разъёмов, но ведь в прошлом тираже никаких проблем не наблюдалось, линк поднимался и работал как ген3...

Share this post


Link to post
Share on other sites
38 minutes ago, kt368 said:

Конструкция следующая

Ну да, чутье не обманывает- увидел именно то что ожидал:biggrin: По порядку:
- нигде, никак и никогда в хайспидах не может быть термобарьеров. Ни в земле ни в питание, даже альтиумовских дефолтных на виа:lol2:
нигде, никак и никогда земля с краевого разъема не должна разводиться длинными тонкими трасками
- обязательны антипады для диффпар во всех соответствующих местах
- неиспользуемые пады всегда должны удаляться, тем более на хайспидах
А "работает" предыдущая версия оттого, что правильный эквалайзер выжимает из себя последние силы и кое-как держится линк- но вы этого конечно не видите и думаете что "ну все же работает, связь же есть".

ПС. Если ссд еще и запитывается через все эти нашлепки, можете выкидывать в мусорку сразу идею самой конструкции:good3:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Термобарьеры используются в референсном дизайне Microsemi дял PCIe gen3 свитча PM8533, привожу скриншот их разводки.

1573663446_Microsemi.thumb.png.c2bebab5b4dcbf16db5c5ec775a53198.png

Этот же реф. дизайн был примером для антипадов - на скриншоте зазор между падом и плейном земли 10 mil, в моей плате 0.3 мм, не меньше.

Земля с краевого разъёма тонкими трассками? У меня такого нет, привёл парочку скриншотов, где видно, что земляные пады как можно скорее через виашки уходят на плейн земли.

1773913628_1.thumb.png.0df3e644c2efd4d9413e69b5a6ff8f9d.png1091983336_2.thumb.png.ebd2a19a112307338041203129cd7aed.png

Не до конца понял про неиспользуемые пады, вы какие пады имеете в виду? У меня из PCIe сигналов не используются всего штук пять, и они не возле падоф дифф. сигналов...

1854745919_.thumb.png.e89389bd0ff11a2e0593895c7a26dbfc.png

Про питание - да, плат много, но подключаемые платы расширения не потребляют > 0.5 А, с платами прошлого тиража проверялось питание "последней платы" в этом паровозике, просадок замечено не было, по каналу 3.3В было не менее 3.2В, по 12В - ещё лучше, не хуже 11.9В.

С рабочими платами прошлого тиража я делал косвенную оценку качества сигнала дифф. пар - подключал пред  платой с SSD паровозик из пассивных плат-удлинителей PCIe, проблемы начинались при добавлении 3-го удлинителя (каждый длинной по 5 см).

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 часа назад, EvilWrecker сказал:

Ну да, чутье не обманывает- увидел именно то что ожидал:biggrin: По порядку:
- нигде, никак и никогда в хайспидах не может быть термобарьеров. Ни в земле ни в питание, даже альтиумовских дефолтных на виа:lol2:

Приведите, пожалуйста, ссылки на обоснования этого тезиса. Пока нигде не встречал указания про то, что "нигде, никак и никогда в хайспидах не может быть термобарьеров."

 

Вот, например, картинка из презентации:
image.thumb.png.2269a423a2dad460d4df1e48cdc082bb.png

 

Здесь явно присутствуют термобарьеры на земле.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 часа назад, kt368 сказал:

Конструкция следующая: В материнскую плату включается небольшая вертикальная платка-соединитель. Сверху на неё надет PCIe разъём главной платы, о которой идёт рачь. А на заднем торце этой главной платы расположен угловой разъём PCIe, в который включается внешний блок расширения, который представляет собой плату с кревым PCIe разъёмом и разъёмом под Apple SSD. Это всё легче представить, взглянув на скриншот 3D модели этого устройства: 

5.thumb.png.b55e28cbd71e58e84e4ca8f41d8dc1de.png

 

Одного не понимаю... Зачем такое вообще?? На главной плате стоит свич, или линк пассивно проходит через 4 соединителя?

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 часов назад, kt368 сказал:

Хост - материнская плата Supermicro X11SSH-CTF, девайс - PCIe AHCI SSD MZ-JPV1280/0A4 (от макбука).

На этой плате есть M.2 коннектор. Для чего с такой материнкой нужен SSD от макбука?

11 минут назад, kt368 сказал:

Пассивно, цель - вывести PCIe порт наружу, для подключения внешних блоков расширения.

Я могу ошибаться, но на мой взгляд, 4 коннектора на пути gen3 линка - чрезмерно много. Стандарт рассматривает максимум 2 коннектора в линке.

Если возможно, стоило бы поставить SSD в M.2 слот на мат. плате и этим решить проблему.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Это устройство для копирования данных с разных источников: от PATA винчестеров до NVMe SSD. Через этот порт подключаются блоки расширения для поддержки внешних NVMe SSD, Apple SSD, в процессе разработки ещё нектороые блоки расширения.

Продолжаю эксперименты: ошибок не возникает при работе с внешним блоком расширения с NVME SSD, в нём "правильнее" сделана разводка дифф. пар, чем в блоке расширения Apple SSD. Видимо, поэтому линк с NVME работает, скорость DD в null - 3.2 ГБ/с .

Более того, включил блок расширения NVME через (!!!) 4 (!!!) внешних пассивные платы-удлинители PCIe (выполенны с соблюдением импедансов). И...... ВСЁ РАБОТАЕТ!  На gen3! Я аж не ожидал. Кажется, в блоке расширения Apple SSD боооольшие проблемы с разводкой...

Но, т.к. в старых платах и с Apple SSD не было проблем ,то что-то китайцы проморгали в плате... Буду перезаказывать платы.

 
 
 
 
 
 
59 минут назад, Flood сказал:

На этой плате есть M.2 коннектор. Для чего с такой материнкой нужен SSD от макбука?

Я могу ошибаться, но на мой взгляд, 4 коннектора на пути gen3 линка - чрезмерно много. Стандарт рассматривает максимум 2 коннектора в линке.

Если возможно, стоило бы поставить SSD в M.2 слот на мат. плате и этим решить проблему.

M.2 слот уже занят SSD для внутренних нужд устройства, да и цель - чтоб к закрытому устройству можно было снаружи подключать разные блоки расширения с интерфейсом PCIe.

Share this post


Link to post
Share on other sites

На гигабитные линии всегда есть бюджет допустимых потерь между микросхемами - это потери в разъемах, линиях передачи, в переходных отверстиях. Если линк не заработал - вы превысили этот бюджет.

Также у разных микросхем разные способности по восстановлению сигналов. Одна заработает, вторая - нет.

Переходные с термалами плохо смотрятся с гигабитными линиями.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.