PCB中用于电源，数据和外围设备的路由拓扑

如果您是刚开始使用DDR等高级接口的新设计师，或者正在路由第一个总线协议，那么了解有关PCB路由拓扑的一些基础知识很重要。设计配电也很重要，配电可以拥有自己的路由协议，用于电源总线，电路板之间的连接以及确保系统中的接地。 

PCB中的常见路由拓扑

整个PCB使用几种常见的路由拓扑来路由电源，数字数据，甚至某些特殊的模拟系统。一些高级拓扑用于计算机外围设备，例如内存。PCB中的常见路由拓扑与其网络拓扑类似物具有相同的名称，因此熟悉这些领域会有所帮助。与网络不同，在PCB设计中实现路由拓扑配置的目标不仅限于组件之间的数据传输。电源也以确定的拓扑结构“绕过”系统，并且出于各种原因可能会选择不同的拓扑结构。

下图总结了常见的网络拓扑，其中一些拓扑可用于PCB设计的各个领域。

此图像中的每个框都可以是板上的单个组件，也可以是包含多个组件的板上的电路块，也可以是多板系统中的单个板。当我们放大到更高的抽象级别时，我们开始看到这些拓扑如何开始类似于标准网络拓扑。在细粒度的层次上，我们正在研究各个组件，但其中只有部分拓扑在板级层次上是实用的。下表总结了如何在PCB上或在多个板之间的系统级实现这些各种拓扑。

这里有一些注释是有用的，因为它显示了每种拓扑可能在何处有用以及它们如何实际用于系统的不同部分。

星形布线可用于提供 到单个点的多个 接地连接，以进行配电。如下面的BGA图像所示，星形拓扑还与高速PCB中的系统时钟一起使用。信号源自单个点，并根据需要路由到板上的不同组件。请注意，术语“源单点”和“星形”是同一拓扑的两个不同名称。与星形拓扑的区别在于，此源点位于下游组件的中心。

树形路由（或多点）适用于同一概念，适用于层次结构中的多个“星形”，其中多个电源轨从单个点断开，然后发送到不同的电路块或设备。另一个变体是源多点拓扑，其中单个电源轨用作总线，并向下游电路块供电。

上表中拓扑的某些变体用于更高级的数字协议。两个重要的示例是DDR2和更高版本以及PCIe。

内存和计算机外围设备的路由拓扑

当涉及内存模块及其与处理器的接口时，更复杂的拓扑结构的组合将主板内的设备连接在一起。简单的点对点拓扑也可用于PCIe等高级协议。让我们看一下这些示例，它们说明了标准路由拓扑如何适应高级信令标准。

T形拓扑

T拓扑用于DDR2和不高级的DDR3版本中。这是树和点对点网络路由拓扑的组合。命令，时钟和地址跟踪在树型网络中进行路由，而数据线则直接通过处理器以点对点的方式进行路由。尽管此拓扑结构可用于利用更高的数据速率，但可用的内存模块数量和数据传输速率受电容性负载的限制。

飞越拓扑

较新的DDR内存模块使用飞越式拓扑。DD3和DDR4中使用的主要拓扑表示点对点网络和总线网络之间的组合。电源/接地，命令，时钟和地址信号在总线上路由到每个DRAM / SDRAM，然后使用差分对将它们路由到处理器 。与DDR2和更早的内存相比，这是一个重大升级。与T拓扑相比，飞越拓扑支持以更高的数据速率运行，同时减少了从处理器传输到内存模块的重载信号之间的时序偏差。

较新的内存架构，例如Intel的具有3D Xpoint的NAND闪存，在封装内部具有内部交叉开关型拓扑。尽管如此，制造商仍将建议使用点对点拓扑结构在PCB上进行实际布局。但是，星形和T型拓扑也可以与NAND闪存封装一起使用。将点对点拓扑与NAND闪存封装一起使用非常简单，可以使用低成本的四层堆叠。在这种情况下，地面和电源放在内部层上，信号在表面层上传送。

PCIe的点对点路由

PCIe是双向串行协议，在外围设备之间使用点对点路由拓扑，其中组件沿着互连级联。在某些方面，PCIe看起来像是并行总线体系结构，但实际上并非如此，因为PCIe总线中的不同通道没有分配给不同的设备。PCIe通道使用 具有独立Tx和Rx通道的阻抗控制差分对路由。

PCIe的点对点拓扑中的线对长度不必相同。换句话说，只要构成一对的走线在长度上匹配，RX对的长度就可以与TX对不同，反之亦然。要了解有关PCIe互连设计的重要技术要点的更多信息，请查看以下资源：

PCIe布局和路由准则

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