PCI Express guideline Layout ( x1)

เชื่อว่าทุกคนน่าจะรู้จัก PCI Express ว่ามันคืออะไร อาจจะไม่ทราบว่ามันทำงานอย่างไร แต่ในฐานะที่เราเกียวข้องกับการออกแบบ PCB อยู่แล้วนั้น เราเคยตั้งคำถามไหมว่า ไอ้เจ้าอุปกรณ์ต่างๆ ที่อยู่ภายในคอมพิวเตอร์ของเรานั้น ต้องใช้ความรู้อะไรบ้างจึงจะสามารถออกแบบได้ และทำงานได้จริง และถ้าสังเกตุลายทองแดงบนแผ่น PCB ทำไม่เขาต้องทำแบบนี้ด้วย ในบทความนี้เราจะมาดูถึงรายละเอียดเงื่อนไขเบื้องต้นในการออกแบบ PCB สำหรับ PCI Express ก่อนอื่นเรามาดูรายละเอียดพื้นฐานของ PCI Express นะครับโดยเ้น้นที่ PCI x1

PCI Express เป็นการเชื่อมต่อแบบ dual simplex point-to-point serial differential low-voltage จะมี 2 คู่สัญญาณที่ทำหน้าที่ถ่ายโอนข้อมูล นั้นก็คือ TXP/TXN, RXP/RXN ซึ่งสายสัญญาณทั้งสองนี้จะต้องเดินลายเส้นคู่กัน หรือเรียกคู่สายสัญญาณว่า differential pair ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลนั้นจะอยู่ที่ 2.5 GHz ถือว่าสูงมาก มันจึงจำเป็นต้องเงื่อนไขในการออกแบบ PCB นั้นเอง

สำหรับตัวการ์ดนั้นจะต้องทำการออกแบบตั้งแต่ 4-layer ขึ้นไป ทั้งนี้เพราะมีความจำเป็นที่จะต้องควบคุมค่า Impedance (Impedance control) โดยที่ 4-layer/ 6-layer ค่า Impedance ควรจะอยู่ที่ 100 Ω สำหรับ Differential Pair และ 60 Ω สำหรับสายสัญญาณเดี่ยว แต่ถ้าเป็น 8-layer/ 10-layer ค่าจะอยู่ที่ 85 Ω สำหรับ Differntial Pair และ 55 Ω สำหรับสายสัญญาณเดี่ยว เป็นสิ่งสำคัญนะครับ สิ่งต่อไปที่จะพิจารณาก็คือความหนาของทองแดง ค่าของความหนาทองแดงจะอยู่ที่ 0.5 OZ. สำหรับ microstrip และ 1 OZ. สำหรับ Stripline และความหนาโดยรวมทั้งหมดของตัวการ์ด 0.062 นิ้ว หรือ 0.050 นิ้ว ถ้าเป็น mainboard หนาเท่าไหร่ก็ได้