PCIE总线规范范例：PCI-Express板卡PCB设计

在像PCIE这样的高频环境中，传送线在信号线上驱动电压变化时会出现阻抗，信号线的宽度和到接地的距离都会影响其阻抗，所以在设计PCB时需要参考PCIE总线规范，特别要注意考虑信号阻抗匹配。以下供设计PCB时作为参考：

● 插卡从金手指边缘到PCIE芯片管脚的走线长度应限制在4英寸（约100mm毫米）以内。超过该长度后需要使用高频差分传输线，我们可以提供延长300mm以上的技术方案。

● PCIE的PERPN，PETPN，PECKPN是三个差分对线，其中PECKPN是100MHz频率的差分信号线，需要注意保护，前两对是2.5GHz频率的差分信号线，更需要注意保护。

● 差分对线中的两条走线要同步布线。如果走线要转弯，那么两条走线应该同步转弯，并且转弯要避免锐角、直角，而应该使用弧线或者钝角转弯。

● 差分对线走线过程中尽量避免使用VIA过孔，如果一定要通过过孔换层，那么两条走线应该同步做过孔，并且应该在靠近信号对线过孔处放置GND地信号过孔，条件允许时适当增加周边GND地信号过孔数量。

● 差分对线中的两条走线的长度差应该控制在5mil之内，最大10mil（约0.25mm）。PCB走线的线宽建议是7mil（约0.18mm），两条走线的净间距建议是7mil。有关线宽和线间距的详细分析请参考PCIE规范。

● 两对差分对线之间的距离（例如PER对与PECK对）、或者差分对线和其它非PCIE信号的距离，建议不小于20mil（约0.5mm），以减少相互之间的串扰和电磁干扰（EMI）的影响。建议在两对差分对线之间用GND地线隔离，例如，从左向右是：GND、PECK对线、GND、PER对线、GND、PET对线、GND。

● PCIE芯片，尤其是PCIE信号线的PCB反面，应该尽量避免走高频信号线，最好全GND地铺铜。例如，CH367芯片的SCL信号线、IORD信号线是相对的高频信号线，建议不要穿越PCIE芯片走线。

● PCIE需要在发送端（PETPN）和对方的接收端之间进行交流耦合，差分对的两个交流耦合电容必须有相同的封装尺寸，位置要对称，并且要摆放在靠近金手指这边。建议选择容量为0.1uF的高频电容，封装尺寸推荐使用0402，另外0603也可以接受，但是不允许使用直插封装的电容。

● 在设计PCB时，应该在PCIE芯片的每对电源引脚（VCC18GND、VCC33GND）附近放置一个容量为0.1uF左右的高频退耦电容，离芯片的距离不能太远。另外，整个芯片的VCC18和VCC33各需要一个容量不小于10uF的钽电容进行中低频退耦。

● 由于PCB过孔（VIA）电阻较大并且容易受长期高温老化影响而不稳定，为了减少其消耗的电压降，考虑到VCC18VCC33与GND之间的数百mA电流，建议连接PCIE芯片的电源或者GND走线上的过孔使用大过孔、双过孔或者使用双回路电源（两条路径）。

● 部分芯片组和主板支持PCIE板卡带电热插拔，为了支持带电热插拔，板卡设计时需要做两点额外处理：

一是设计电路原理图时，请在PCIE芯片的PERST#引脚信号线与GND之间跨接一个1000pF的贴片电容；

二是设计PCB时，请将PCIE的PERST#引脚信号的金手指设计为与PRSNT1#长度差不多的短金手指。