劉麗娟 | 文
對於TX、RX分層這件事，我常會聽到3種聲音：
「什麼是分層？額……那你看著辦嘍」「為什麼讓我分層，以前的產品都沒分層，不也跑得好好的嗎？」「為什麼不給我分層，別人都說要分層，你這樣做，我的產品到時候不會出問題嗎？」對於第一種看著辦型的佛系客戶，個人表示很喜歡！那是相當信任我們呀~~
對於後面兩種聲音：分層的意義是什麼？什麼情況必須分層？今天就來答疑解惑，用數據說話。
1.非過孔區域，TX、RX同層走線
我們所說的TX、RX分層，主要為了解決BGA區域、連接器區域的過孔與線的串擾，在BGA出線時TX、RX實現了分層，那麼在BGA外部自然而然也是分層的。
我們先看看BGA外部TX、RX不分層（即TX、RX同層走線）的情況，串擾有多大。
在上圖所示的結構中，TX、RX同層布線，差分線的線寬/線距一樣，W/S1=6mil/9mil，當TX、RX之間的線間距S2沒有按照3W或5H的線間距做，而是小於3W時（仿真用15mil），走線長度1inch時，TX與RX之間的近端串擾NEXT的量在48dB，如下圖所示：
圖1：線對線的串擾@1inch
圖1：線對線的串擾@20inch
從上面圖1、2可以看到，只要按照常規3W或5H的線間距去要求TX與Rx之間的距離，近端串擾、遠端串擾量在45dB以下，並不大，是可以接受的。
2.過孔區域，TX、RX同層走線
BGA區域、連接器區域是一個道理，都是過孔集中區域，且過孔之間的間距固定，Trace只能在狹小空間裡穿過。下面我們就僅以BGA區域為例進行說明。
任何產品都要用晶片，有晶片就繞不開BGA區域布線問題。假如TX、RX不分層，而採用同層出線，比如下圖所示，TX、RX都從layer6出線：
BGA區域最常用的換層過孔是0.2mm的Via（具體尺寸是完成孔徑8mil、焊盤直徑18mil、反焊盤直徑27mil）。
在這種情況下，在12.5GHz處TX對RX的近端串擾量是47.5dB。
當然有同學會覺得47.5dB的近端串擾依然很小啊，但是這47.5dB聯繫實際產品，看看情況如何？
情況1：在實際產品中，在BGA區域TX信號是晶片剛剛發出來的未經衰減，信號幅度高達800~1200mVpp，但是RX信號是翻山越嶺、跑了二三十inch，信號幅度只有100mVpp，情況差的只有80mVpp。80mVpp的柔弱信號是否扛得住來自1200mVpp壯漢的小拳拳？情況2：BGA區域都是把TX/RX pin map集中在一起，意思就是80mVpp的RX信號左右各站了一個1200mVpp的TX壯漢，兩個壯漢左右開弓的小拳拳，是否還扛得住？情況3：再配合背板，至少要涉及兩個連接器，有時可能需要穿過多個其它線卡的連接器，也就是說80mVpp的Rx信號在到達接收晶片端之前，已經挨了各種規格的小拳拳，有來自1000mVpp的、來自800mVpp的、600mVpp的……情況4：加工環節的層偏，會讓1200mVpp的TX信號貼近80mVpp的RX，小拳拳近了，打的更疼了。總結下來就是：不同的鏈路對於47.5dB@12.5GHz的串擾容忍度是不同的，比如下圖所示，當通道插損只有11dB時，它能扛8個47.5dB @12.5GHz的串擾，但是當你的通道插損達到20dB時，連4個47.5dB @12.5GHz的串擾都扛不住了的。
如果我們在考慮層偏的惡化效果，比如層偏3mil，使得線離過孔更近了，如下圖所示：
同樣通道插損只有11dB時，在同樣的布線情況下，只是在生產加工環節發生了層偏，原本能抗8個47.5dB @12.5GHz的串擾，現在連4個都扛不住了。層偏量對串擾的影響會使得預計的系統裕量急劇減小！
對於信號速率不高、RX走線長度不長、只經過一兩個過孔區域的情況下，換句話說，就是Rx自身體質不錯，扛揍，在加上旁邊的小拳拳也不多的情況下，可以TX/RX同層。不同的系統能扛不同的串擾，只是在前期如果實行了TX、Rx分層，能省很多事。
提問
BGA需要出4行線，2行TX、2行RX，我們該如何出線？比如下面兩種BGA pin定義。
— end —
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