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PCIe PCB 设计指南

设计 PCIe Gen3、Gen4 和 Gen5 接口。学习差分布线、过孔优化和最高带宽 PCB 互连的材料选择。

PCIe 设计检查清单

  • 85Ω 差分阻抗 (±10%)
  • 对内偏移 < 5 密耳
  • Gen4+ 需要反钻孔过孔
  • 在发送器附近放置 AC 耦合电容
  • Gen5 需要低损耗材料

PCIe 代规格

数据速率带宽阻抗材料编码
PCIe 3.08 GT/s1 GB/s/通道85ΩFR-4/中损耗128b/130b
PCIe 4.016 GT/s2 GB/s/通道85Ω中损耗128b/130b
PCIe 5.032 GT/s4 GB/s/通道85Ω低损耗128b/130b
PCIe 6.064 GT/s8 GB/s/通道85Ω超低损耗PAM4

PCIe 布线最佳实践

走线几何

  • • 典型走线宽度 5-6 密耳
  • • 对间距 8-10 密耳
  • • 微带线介质层 4-5 密耳
  • • 尽可能将走线放在外层

过孔优化

  • • 使用 8-10 密耳过孔钻孔
  • • Gen4+ 需要反钻孔短截线
  • • 信号过孔附近放置地过孔
  • • 最小化过孔转换

长度匹配

  • • 对内: < 5 密耳
  • • 通道间: 按规格
  • • 谨慎使用蛇形线
  • • 在封装侧匹配

FAQ

PCIe 需要什么阻抗?

所有代的 PCIe 都需要 85Ω ±15% 差分阻抗。这相当于约 42.5Ω 单端阻抗。容差越紧越好 - Gen4 的目标是 ±10%,Gen5 的目标是 ±7%。与您的制造商合作,在整个板上实现一致的阻抗。

如何通过连接器布线 PCIe?

PCIe 插槽具有特定的引脚排列,包括 TX/RX 通道、电源和边带信号。以一致的阻抗布线每个差分对。保持 TX 和 RX 对分离以避免串扰。在层转换处使用过孔优化。扩展卡的边缘触指阻抗匹配至关重要。

PCIe Gen5 应该使用什么材料?

32 GT/s 的 PCIe Gen5 需要低损耗材料,如 Megtron 6 或类似材料(Df < 0.004)。标准 FR-4 损耗太大。对于 Gen4,中损耗材料(Df ~0.008-0.010)通常可以工作。在最终确定材料选择之前,始终运行通道仿真以验证您的损耗预算。