一种PCB阻抗仿测优化的方法、装置、设备及可读介质与流程

一种pcb阻抗仿测优化的方法、装置、设备及可读介质
技术领域
1.本发明涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种pcb阻抗仿测优化的方法、装置、设备及可读介质。


背景技术：

2.当今时代不仅时钟频率日益增高，信号完整性问题变得更为严重，设计人员用来解决信号完整性问题和设计新产品的时间也日益缩短。产品设计人员将一件产品投入市场只有一次机会，所以该产品必须第一次就能运行成功。为保证服务器的平稳运行以及服务器各接口与各部件的完好使用，测量服务器各路信号是重要的一环。pcb(printed circuit board)即印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通信电子设备，只要有集成电路等电子元件，为了使各个元件之间的电气互连，都要使用印制板。如果知道电路图中每个元件的阻抗，并且知道如歌计算组合电路元件的阻抗，任何模型和任何互联的电气特性就都能加以估算。所以阻抗在信号完整性分析的各个方面都非常重要。
3.传统pcb设计以及测试方式只能测试出单一情况的走线阻抗情况，不确定性较高，而且针对不同的阻抗需要打板不同的pcb coupon，较为浪费资源，且无法做到更好的仿测拟合对比，且较为浪费测试时间，并且出现问题时解决成本较高，需要重新设计并打板进行测试。若存在浸没式液冷需求，没有数据进行设计参考，风险较高。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种pcb阻抗仿测优化的方法、装置、设备及可读介质，通过使用本发明的技术方案，能够减少传统测试方法浪费的时间以及资源，能够更好的将测试结果与仿真结果进行拟合，能够对后续的设计做出有效的指导。
5.基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种pcb阻抗仿测优化的方法，包括以下步骤：
6.根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon的走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽；
7.确定待测试的pcb的使用环境；
8.响应于待测试的pcb的使用环境为在空气中使用，使用时域反射计测试pcb coupon走线的阻抗并得到测试结果；
9.根据测试结果分析pcb coupon走线中满足设计标准的线宽。
10.根据本发明的一个实施例，根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon的走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽包括：
11.根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon设计成多组走线，每组走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽，每组走线具有不同的线距。
12.根据本发明的一个实施例，还包括：
13.响应于待测试的pcb的使用环境为在空气中使用，使用时域反射计测试pcb coupon中每组走线的阻抗并得到第二测试结果；
14.根据所述第二测试结果分析pcb coupon走线最好的线宽和线距的数据。
15.根据本发明的一个实施例，还包括：
16.响应于待测试的pcb的使用环境为在冷却液中使用，将pcb coupon浸泡在预设型号的冷却液中持续阈值时间；
17.测试当前dk值下的pcb coupon走线的阻抗；
18.改变冷却液的dk值，并测试改变的dk值下的pcb coupon走线的阻抗；
19.提取不同dk值和不同线宽为显著因子进行doe试验以分析对pcb产品的影响和风险。
20.本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种pcb阻抗仿测优化的装置，装置包括：
21.设计模块，设计模块配置为根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon的走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽；
22.判断模块，判断模块配置为确定待测试的pcb的使用环境；
23.测试模块，测试模块配置为响应于待测试的pcb的使用环境为在空气中使用，使用时域反射计测试pcb coupon走线的阻抗并得到测试结果；
24.分析模块，分析模块配置为根据测试结果分析pcb coupon走线中满足设计标准的线宽。
25.根据本发明的一个实施例，设计模块还配置为：
26.根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon设计成多组走线，每组走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽，每组走线具有不同的线距。
27.根据本发明的一个实施例，测试模块还配置为：
28.响应于待测试的pcb的使用环境为在空气中使用，使用时域反射计测试pcb coupon中每组走线的阻抗并得到第二测试结果；
29.根据所述第二测试结果分析pcb coupon走线最好的线宽和线距的数据。
30.根据本发明的一个实施例，测试模块还配置为：
31.响应于待测试的pcb的使用环境为在冷却液中使用，将pcb coupon浸泡在预设型号的冷却液中持续阈值时间；
32.测试当前dk值下的pcb coupon走线的阻抗；
33.改变冷却液的dk值，并测试改变的dk值下的pcb coupon走线的阻抗；
34.提取不同dk值和不同线宽为显著因子进行doe试验以分析对pcb产品的影响和风险。
35.本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：
36.至少一个处理器；以及
37.存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。
38.本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。
39.本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的pcb阻抗仿测优化的方法，通过根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon的走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽；判断待测试的pcb的使用环境；响应于待测试的pcb的使用环境为在空气中使用，使用时域反射计测试pcb coupon走线的阻抗并得到测试结果；根据测试结果分析pcb coupon走线中哪种线宽满足设计标准的技术方案，能够减少传统测试方法浪费的时间以及资源，能够更好的将测试结果与仿真结果进行拟合，能够对后续的设计做出有效的指导。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
41.图1为根据本发明一个实施例的pcb阻抗仿测优化的方法的示意性流程图；
42.图2为根据本发明一个实施例的pcb coupon走线的示意图；
43.图3为根据本发明一个实施例的pcb coupon走线测试的示意图；
44.图4为根据本发明一个实施例的pcb阻抗仿测优化的装置的示意图；
45.图5为根据本发明一个实施例的计算机设备的示意图；
46.图6为根据本发明一个实施例的计算机可读存储介质的示意图。
具体实施方式
47.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
48.基于上述目的，本发明的实施例的第一个方面，提出了一种pcb阻抗仿测优化的方法的一个实施例。图1示出的是该方法的示意性流程图。
49.如图1中所示，该方法可以包括以下步骤：
50.s1根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon的走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽。已知传统的pcb coupon设计以及测试方法为同种线宽线距设计的测试,针对不同阻抗的走线需设计不同的coupon，如85ohm和100ohm的差分线阻抗需要两种coupon，并分别进行测试，此种方式较为浪费测试资源以及时间,并且出现问题时解决成本较高，需要重新设计并打板进行测试。同一层走线中85ohm以及100ohm的叠层信息完全相同，只有线宽线距有所区别，从而区分出阻抗的不同。这是由于特性阻抗公式，z＝l/c，而传输线的自感收到线宽的影响，因此l会因此变化，而z也会随之受到影响。因此可以将coupon上走线设计为分段的形式，将不同线宽的走线设计到同一coupon中，如图2所示。
51.s2确定待测试的pcb的使用环境。pcb的使用环境包括在空气中使用，即常见的pcb的使用环境，另一种环境是pcb需要在浸没式液冷环境中使用，即pcb需要浸没在冷却液中。
52.s3响应于待测试的pcb的使用环境为在空气中使用，使用时域反射计测试pcb coupon走线的阻抗并得到测试结果。如果pcb是在空气中使用，则使用tdr(时域反射计)进行阻抗测试，测试coupon两端的阻抗，测试结果可以实时反馈时域上的阻抗数据的变化，如图3所示。
53.s4根据测试结果分析pcb coupon走线中满足设计标准的线宽。当前设计的coupon为不同线宽的情况，在tdr上显示的阻抗曲线也会随线宽变化而实时变化，此时分析结果时便可根据不同的阶段去看不同阻抗设计是否满足标准。
54.通过使用本发明的技术方案，能够减少传统测试方法浪费的时间以及资源，能够更好的将测试结果与仿真结果进行拟合，能够对后续的设计做出有效的指导。
55.在本发明的一个优选实施例中，根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon的走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽包括：
56.根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon设计成多组走线，每组走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽，每组走线具有不同的线距。除了不同阻抗设计在同一coupon的方式外，还可以将同一阻抗设计时微调线宽线距，从而微调阻抗，即设计多组走线，每组走线也是都包括不同的线宽，并且每组走线之间的间距也不同。因为设计完成后在加工过程中很难保证和设计情况完全相同，此时便可通过微调线宽线距设计出多条线宽渐变线。此时再通过测试，便可判断出渐变的线宽中结果最好的情况，此时再改版时便有了较为可靠的参考，且也可判断出阻抗设计的裕量，从而判断信号完整性的风险。
57.在本发明的一个优选实施例中，还包括：
58.响应于待测试的pcb的使用环境为在空气中使用，使用时域反射计测试pcb coupon中每组走线的阻抗并得到第二测试结果；
59.根据所述第二测试结果分析pcb coupon走线最好的线宽和线距的数据。
60.在本发明的一个优选实施例中，还包括：
61.响应于待测试的pcb的使用环境为在冷却液中使用，将pcb coupon浸泡在预设型号的冷却液中持续阈值时间；
62.测试当前dk值下的pcb coupon走线的阻抗；
63.改变冷却液的dk值，并测试改变的dk值下的pcb coupon走线的阻抗；
64.提取不同dk值和不同线宽为显著因子进行doe试验以分析对pcb产品的影响和风险。当pcb需要在浸没式液冷环境中使用时，表层介质由空气变为液体(市面上通常采用fc-40(冷却液型号))，此时表层dk(介电常数)值发生改变，表层阻抗会有较大变化，在测试前需要将pcb coupon浸泡在fc-40中半小时后，冷却液也可以使用其他型号的冷却液，浸泡的时间也可以根据需要进行调整，浸泡完成后开始进行测试，在此dk值下会得到一个不同线宽情况的阻抗结果，此时通过加注高dk值液体对fc-40的dk值进行改变，从而得到浸没式液冷下多种情况的阻抗测试结果。将此种设计方案下提取不同dk值，不同线宽为显著因子，将结果进行组合，通过doe(试验设计法)识别系统中更有影响的因素、其影响的大小，以及因素间可能存在的相互关系，以促进产品的设计开发和过程的优化、控制或改进现有的产品(或系统)。还可以将测试结果与仿真结果进行对比，分析风险。
65.通过使用本发明的技术方案，可以免去传统测试方法浪费时间以及资源，并且针对同一阻抗的线宽微调设计，以及更改表层dk值可以更好的将测试结果与仿真结果拟合起来，出现问题时有更多选择的可能，在对下次改版时有了相当可靠的参考，以便对后续的设计做出有效的指导。
66.需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，上述的程序可存储于计算机可读取
存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中存储介质可为磁碟、光盘、只读存储器(read-only memory，rom)或随机存取存储器(random access memory，ram)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
67.此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由cpu执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被cpu执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
68.基于上述目的，本发明的实施例的第二个方面，提出了一种pcb阻抗仿测优化的装置，如图4所示，装置200包括：
69.设计模块，设计模块配置为根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon的走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽；
70.判断模块，判断模块配置为确定待测试的pcb的使用环境；
71.测试模块，测试模块配置为响应于待测试的pcb的使用环境为在空气中使用，使用时域反射计测试pcb coupon走线的阻抗并得到测试结果；
72.分析模块，分析模块配置为根据测试结果分析pcb coupon走线中满足设计标准的线宽。
73.在本发明的一个优选实施例中，设计模块还配置为：
74.根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon设计成多组走线，每组走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽，每组走线具有不同的线距。
75.在本发明的一个优选实施例中，测试模块还配置为：
76.响应于待测试的pcb的使用环境为在空气中使用，使用时域反射计测试pcb coupon中每组走线的阻抗并得到第二测试结果；
77.根据所述第二测试结果分析pcb coupon走线最好的线宽和线距的数据。
78.在本发明的一个优选实施例中，测试模块还配置为：
79.响应于待测试的pcb的使用环境为在冷却液中使用，将pcb coupon浸泡在预设型号的冷却液中持续阈值时间；
80.测试当前dk值下的pcb coupon走线的阻抗；
81.改变冷却液的dk值，并测试改变的dk值下的pcb coupon走线的阻抗；
82.提取不同dk值和不同线宽为显著因子进行doe试验以分析对pcb产品的影响和风险。
83.基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种计算机设备。图5示出的是本发明提供的计算机设备的实施例的示意图。如图5所示，本发明实施例包括如下装置：至少一个处理器21；以及存储器22，存储器22存储有可在处理器上运行的计算机指令23，指令由处理器执行时实现以下方法：
84.根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon的走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽；
85.确定待测试的pcb的使用环境；
86.响应于待测试的pcb的使用环境为在空气中使用，使用时域反射计测试pcb coupon走线的阻抗并得到测试结果；
87.根据测试结果分析pcb coupon走线中满足设计标准的线宽。
88.在本发明的一个优选实施例中，根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon的走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽包括：
89.根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon设计成多组走线，每组走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽，每组走线具有不同的线距。
90.在本发明的一个优选实施例中，还包括：
91.响应于待测试的pcb的使用环境为在空气中使用，使用时域反射计测试pcb coupon中每组走线的阻抗并得到第二测试结果；
92.根据所述第二测试结果分析pcb coupon走线最好的线宽和线距的数据。
93.在本发明的一个优选实施例中，还包括：
94.响应于待测试的pcb的使用环境为在冷却液中使用，将pcb coupon浸泡在预设型号的冷却液中持续阈值时间；
95.测试当前dk值下的pcb coupon走线的阻抗；
96.改变冷却液的dk值，并测试改变的dk值下的pcb coupon走线的阻抗；
97.提取不同dk值和不同线宽为显著因子进行doe试验以分析对pcb产品的影响和风险。
98.基于上述目的，本发明实施例的第四个方面，提出了一种计算机可读存储介质。图6示出的是本发明提供的计算机可读存储介质的实施例的示意图。如图6所示，计算机可读存储介质31存储有被处理器执行时执行如下方法的计算机程序32：
99.根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon的走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽；
100.确定待测试的pcb的使用环境；
101.响应于待测试的pcb的使用环境为在空气中使用，使用时域反射计测试pcb coupon走线的阻抗并得到测试结果；
102.根据测试结果分析pcb coupon走线中满足设计标准的线宽。
103.在本发明的一个优选实施例中，根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon的走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽包括：
104.根据待测试的pcb的阻抗将pcb coupon设计成多组走线，每组走线设计成多个分段，每个分段具有不同的线宽，每组走线具有不同的线距。
105.在本发明的一个优选实施例中，还包括：
106.响应于待测试的pcb的使用环境为在空气中使用，使用时域反射计测试pcb coupon中每组走线的阻抗并得到第二测试结果；
107.根据所述第二测试结果分析pcb coupon走线最好的线宽和线距的数据。
108.在本发明的一个优选实施例中，还包括：
109.响应于待测试的pcb的使用环境为在冷却液中使用，将pcb coupon浸泡在预设型号的冷却液中持续阈值时间；
110.测试当前dk值下的pcb coupon走线的阻抗；
111.改变冷却液的dk值，并测试改变的dk值下的pcb coupon走线的阻抗；
112.提取不同dk值和不同线宽为显著因子进行doe试验以分析对pcb产品的影响和风
险。
113.此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由处理器执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被处理器执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
114.此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
115.本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
116.在一个或多个示例性设计中，功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(dsl)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、dsl或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(cd)、激光盘、光盘、数字多功能盘(dvd)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
117.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
118.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
119.上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
120.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
121.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思
路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。