DesignCon文章解讀之玻纖效應限制了我們對高速的想像？
高速先生喜歡把信號傳輸比喻成在公路上開車，道路的平坦度很像我們的銅箔粗糙度，你在崎嶇不平的路上開車不可能開得很快，就好像信號在比較粗糙的普通銅箔傳輸，越高速損耗越大。實際上信號還存在著等長不等時的情況，一樣長度的信號，在介質的不同位置傳輸，他們到達終點的時間也會不一樣。
業界把這種由於介質導致信號傳輸延時有差異的現象叫玻纖效應。其實這個概念早在10G設計模擬的時候就存在了，說明它的危害在這個頻段就已經開始突顯了。但是玻纖效應還是一個不好去量化的現象，也不是必然出現或者必然不出現的情況，所以我們對玻纖效應的模擬只能去等效或者定性的去分析趨勢。
這篇paper卻給了我們一種能夠定量分析的方法，用模擬校準、用公式去擬合，是一種全新的思路。題目也非常通俗易懂：如何對玻纖效應去建模校準測試結果，同時也從一些設計角度來說明它的影響。
首先本文先測試結果的角度出發，希望找到玻纖效應的worst case的影響，正如上文所說，我們很難找到玻纖效應引起的最差的結果，因此方法就是增加測試的樣本，用統計的方式去處理，從大量樣本的提取增加找到worst case的機會。
為此本文做了一塊測試板來專門分析，分析不同的走線方向，板上不同的區域，不同的玻璃布情況下的測試結果。
我們可以看到從X方向到Y方向的走線在不同的玻璃布和板上位置的差分對間的skew如下所示：從測試結果還是能看到一些結論，例如玻纖效應並不是兩個方向都如此惡劣，會有一個方向好一點，一個方向差一點。
實際上從本文針對這個測試結果也並沒有很完全的結論，還是認為測試並不一定能反映玻纖效應最惡劣情況。
所以本文就有了用建模的方式去說明玻纖效應的動力。
對於建模的方法和過程也是有了說明，首先是從測試結果出發，分析測試結果的差分線P和N之間的skew，然後通過真實的切片來確認玻纖布和樹脂的位置參數，例如pitch大小，然後根據切片的參數進行三維的建模，然後對模型進行模擬，在校準測試結果後，就可以通過掃描模型相關參數位置的方法模擬得到最差的情況。
再詳細點的步驟如下，其實也很簡單易懂。
1，根據切片進行建模；
2，對模型進行模擬；
3，進行模擬測試的校準擬合，通過設定各項的目標去掃描玻璃布和樹脂的DK，DF值。
單根N和P走線損耗的校準目標為1dB：
相位的校準為0.2%的誤差目標：
對時域TDT的校準，確定模擬的玻璃布和樹脂的DK、DF值。
我們得到一個良好的模擬測試校準精度後，就可以通過掃描走線的位置去得到模擬的worst case結果，如下所示：
在這裡本文也給了一個建模模擬的結論，其中重要的一條就是認為經過校準之後，可以比測試更容易得到玻纖效應的worst case情況。
上面是本文的第一大塊的內容點，然後我們進入第二塊內容，分析玻纖效應對PCB設計的影響，主要分析差分線是強耦合走線表層和差分線弱耦合走在內層的區別。
我們的建模模型如下所示：
我們可以看到，在松耦合帶狀線的情況下，skew對損耗的影響非常大，會在對應頻段出現很尖峰的諧振點。
而且還有很重要的一點，在佔UI相同比例的情況下，我們觀測不同速率的損耗衰減的差異是一樣的。例如我們看10G和25G的基頻處，在占相同UI的比例的skew的情況下，損耗變化是一樣的。
但是在表層線緊耦合的時候，同樣的skew卻有很大的差異。我們可以看到，在表層緊耦合的情況，skew的影響明顯比在內層時要好。
而且同樣UI比例的skew變化時，頻率越高skew的影響越小，這一點和內層情況完全不同。
實際上這裡的差別除了表層和內層外，還有鬆緊耦合的差別，你們或許會問，如果我在表層也是松耦合時，情況會不會同樣很差呢？沒錯，正是這樣的，在表層耦合得越緊，就有更多的電磁場在空氣中傳輸，由於空氣的DK低，因此諧振的情況就會變好。隨著耦合變弱，skew的影響也會變得惡化。
本文到這裡就結束了嗎？？然而還沒有，我們進入到第三大塊的分析，前面說了，我們可以通過建模來進行模擬測試的擬合，然而玩過三維建模的同行會知道，建一個玻纖布的模型不是件容易的事情，所以本文展示它厲害的方面，同公式去擬合。
我們用以下的公式進行擬合，理論其實也很簡單，就是通過skew把損耗聯繫起來。
對於內層和外層，本文在公式上也做了一些校準，從和模擬與測試的結果對比來看，該擬合的公式還是具有不錯的精度。
內層擬合：
外層擬合會複雜很多，原因就是存在空氣的影響，介質不是單一的。
稍微總結一下哈，本文算是分析玻纖效應比較深入的一篇文章，分析了大量的測試結果，介紹了建模模擬的方法和模擬和測試的校準擬合，而且還分析了玻纖效應對一些典型的走線的影響差異，而且還通過公式擬合的方法對模擬和測試結果進行擬合（這是本人第一次看到的方法哈），該方法相對模擬來說可以在效率和精度上做一個很好的平衡，對以後定量分析玻纖效應的影響提供了一個不錯的思路。
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