拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一詞起源于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是指網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)站點(diǎn)相互連接的形式,同時(shí)也是用來反映網(wǎng)絡(luò)中各實(shí)體的結(jié)構(gòu)關(guān)系，是建設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的第一步，也是實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)，它對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能，系統(tǒng)的可靠性與通信費(fèi)用都有重大影響。
而今天我們要說的是PCB設(shè)計(jì)中的拓?fù)�，和網(wǎng)絡(luò)中差不多，指的是芯片之間的連接關(guān)系。我們也常常形容PCB布線就像是在玩連連看游戲，將相互有通訊關(guān)系的芯片連起來就好了，當(dāng)然這只是一個(gè)最簡(jiǎn)單的比喻，真要是連連看那很多工程師就要高興得跳起來了。連連看只是最low的一層，會(huì)連起來還只能叫PCB布線師，真正的PCB設(shè)計(jì)工程師既要連得好看，還要能保證芯片之間的正常通信，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，所以我們真正需要的是PCB設(shè)計(jì)工程師而不是布線師，這也是我們高速先生正在做的事情。
理解了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的大致意思，那我們就很好來展開這個(gè)話題了。芯片之間的連接關(guān)系無非就是兩種，一對(duì)一以及一對(duì)多，根據(jù)這個(gè)特性，我們可以將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)大致分成如下一些常見的類型(不對(duì)的地方歡迎大家指正哈!)。
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(P2P)
也即一對(duì)一的拓?fù)�，大家說的P2P指的就是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，顧名思義，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)在PCB上指的就是該總線(拓?fù)?只在兩個(gè)芯片之間連接，這個(gè)很好理解哈。我們常規(guī)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)太多了，如高速時(shí)鐘信號(hào)、帶一個(gè)DDR3顆粒的時(shí)鐘、地址、數(shù)據(jù)信號(hào)等，如下圖所示的結(jié)構(gòu)都可以叫做點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓?fù)洹?br />
點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)不是某一特定的拓?fù)涠且环N統(tǒng)稱，即一條總線(拓?fù)?從一個(gè)芯片再連接到多個(gè)芯片的結(jié)構(gòu)。記得當(dāng)初學(xué)幾何的時(shí)候兩點(diǎn)連成一條線(P2P)，三點(diǎn)就可以連成一個(gè)面，而多點(diǎn)就可以連成多個(gè)面了，所以這種多點(diǎn)結(jié)構(gòu)就比較復(fù)雜，又可以分成如下一些常見的類型。
菊花鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
菊花鏈一詞最基本的概念指的是一種由許多菊花串接在一起形成的花環(huán)，早期也叫手牽手鏈接方式，一個(gè)人最多只能通過兩條手臂牽著另外兩個(gè)人(相當(dāng)于一個(gè)芯片最多只能通過兩段傳輸線連接到另外的兩個(gè)芯片上)，后來衍變到電子電器工程中菊花鏈又代表一種配線方案，例如設(shè)備A和設(shè)備B用電纜相連，設(shè)備B再用電纜和設(shè)備C相連，設(shè)備C用電纜和設(shè)備D相連，在這種連接方法中不會(huì)形成網(wǎng)狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，只有相鄰的設(shè)備之間才能直接通信，例如在上例中設(shè)備A是不能和設(shè)備C直接通信的，它們必須通過設(shè)備B來中轉(zhuǎn)，這種方法同樣不會(huì)形成環(huán)路。原始的定義如下圖所示。
原始的菊花鏈
但是在PCB設(shè)計(jì)中我們都知道，這種拓?fù)涫呛茈y實(shí)現(xiàn)的，后來就衍變成了如下我們熟悉的結(jié)構(gòu)。
而我們熟悉的DDR3的Fly_by拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)其實(shí)也是由菊花鏈發(fā)展而來的。
星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
星形拓?fù)湟彩且环N常用的多負(fù)載布線拓?fù)�，�?qū)動(dòng)器位于星形的中央，呈輻射狀與多個(gè)負(fù)載相連，星形拓?fù)淇梢杂行П苊庑盘?hào)在多個(gè)負(fù)載上的不同步問題，可以讓負(fù)載上收到的信號(hào)完全同步。但這種拓?fù)涞膯栴}在于需要對(duì)每個(gè)支路分別端接，使用器件多，而且驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載大，必需驅(qū)動(dòng)器有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)能力才能使用星形拓?fù)洌绻?qū)動(dòng)能力不夠，需要加緩沖器，原始的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下所示。
遠(yuǎn)端簇形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
遠(yuǎn)端簇形又叫遠(yuǎn)端星形，實(shí)際上是星形拓?fù)涞囊粋�(gè)改進(jìn)，它將星形拓?fù)渲形挥谠炊说姆种Ч?jié)點(diǎn)移動(dòng)到與接收器最近的遠(yuǎn)端，既滿足了各個(gè)接收器上接收信號(hào)的同步問題，又解決了阻抗匹配復(fù)雜和驅(qū)動(dòng)器負(fù)載重的問題，因?yàn)檫h(yuǎn)端簇形拓?fù)渲恍枰诜种Ч?jié)點(diǎn)處終端匹配就可以了。遠(yuǎn)端簇形拓?fù)湟蟾鱾�(gè)接收器到分支點(diǎn)的距離要盡量近，分支線長(zhǎng)了會(huì)嚴(yán)重影響信號(hào)的質(zhì)量，如果各個(gè)接收器芯片在空間上不能擺放在一起，那么就不能采用遠(yuǎn)端簇形拓?fù)�。常見的遠(yuǎn)端簇形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示。
遠(yuǎn)端簇型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(T形拓?fù)?
樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又叫對(duì)稱型的遠(yuǎn)端簇型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，我們也習(xí)慣叫T形拓?fù)�、等臂分支拓�(fù)涞?樹形拓?fù)涫蔷W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)呈樹狀排列,整體看來就象一棵朝上的樹,因而得名，同時(shí)它可以包含分支，每個(gè)分支又可包含多個(gè)結(jié)點(diǎn)。它適用于多負(fù)載，單向驅(qū)動(dòng)的總線結(jié)構(gòu)如地址、控制等，當(dāng)布線不對(duì)稱時(shí)，信號(hào)質(zhì)量影響很大，如我們熟悉的DDR2地址信號(hào)就是采用的這種結(jié)構(gòu)。如下圖所示。
T形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
當(dāng)然，除了上面這些還有很多其他的拓?fù)洌缈偩�型拓?fù)涞鹊�，在此只列出一些我們工程中常用的結(jié)構(gòu)，一些說得不好的或有不對(duì)的地方也歡迎大家補(bǔ)充。
