用于降低大的存储器覆盖区背景下的迹线长度和电容的方法和系统

背景技术

当前的印刷电路板(PCB)技术可以使用若干种不同类型的拓扑布局 来布置双列直插式存储模块(DIMM)连接器。期望最大化每个存储通道的 DIMM连接器的数量以获得高的存储容量，同时以存储通道能够支持的最 大可能的频率进行操作。一种解决方案是将所有的DIMM连接器都布置在 多核插座附近以保持迹线长度尽可能短。然而，当支持越来越多的DIMM 连接器以获得更高的存储容量时，连接DIMM连接器的信号迹线在传统拓 扑中被加长。例如，在双数据速率2(DDR2)存储技术的情况下，以传统 拓扑布线的每存储通道4个DIMM连接器可以获得667MHz的边缘结果。

而且，通过使用通孔DIMM连接器并通过将通孔DIMM连接器仅布置 在PCB的一侧，远离多核插座的DIMM连接器组将设定存储总线能够操作 的速度。因此，与最大数量的DIMM连接器装配在一起的高负载总线会因 影响时序参数的长迹线的电容效应而导致更低的速度。

发明内容

印刷电路板(PCB)组件的实施例包括具有顶面和底面的PCB、布置 在PCB的顶面的第一表面安装技术(SMT)双列直插式存储模块(DIMM) 连接器以及布置在PCB的底面的第二SMT DIMM连接器。第二SMT DIMM 连接器与第一SMT DIMM连接器共享至少一个过孔。

用于降低大的存储器覆盖区中的迹线长度和电容的方法的实施例包 括：将第一表面安装技术(SMT)双列直插式存储模块(DIMM)连接器布 置在印刷电路板(PCB)的顶面；将第二SMT DIMM连接器布置在PCB 的底面；以及允许第二SMT DIMM连接器与第一SMT DIMM连接器共享 至少一个过孔。

用于降低大的存储器覆盖区中的迹线长度和电容的系统的实施例包 括：用于将第一表面安装技术(SMT)双列直插式存储模块(DIMM)连接 器布置在印刷电路板(PCB)的顶面的模块；用于将第二SMT DIMM连接 器布置在PCB的底面的模块；以及用于允许第二SMT DIMM连接器与第 一SMT DIMM连接器共享至少一个过孔的模块。

附图说明

将参照附图来详细描述用于降低大的存储器覆盖区(memory footprint) 中的迹线长度和电容的方法和系统的示例性实施例，其中类似的标号指代 类似的元件，并且其中：

图1、2和3分别示出了示例性的菊花链、T形和星形拓扑布局，它们 是用于布置双列直插式存储模块(DIMM)连接器的传统拓扑布局；

图4示出了用于每存储通道4个DIMM配置的示例性棕榈树拓扑布局， 其利用了用于降低大的存储器覆盖区中的迹线长度和电容的示例性系统；

图5和6是图4的示例性棕榈树拓扑布局的DIMM连接器的放大视图； 以及

图7是示出了用于降低大的存储器覆盖区中的迹线长度和电容的示例 性方法的流程图。

具体实施方式

描述了用于降低大的存储器覆盖区中的迹线长度和电容的系统和方 法。如上所述，期望最大化每个存储通道的双列直插式存储模块(DIMM) 连接器的数量，同时以存储通道能够支持的最高可能的频率进行操作。当 每个存储通道使用更多的DIMM连接器时，总的总线带宽会受到迹线长度 和迹线电容的影响。为了降低总的迹线长度和迹线电容，该系统和方法使 用棕榈树拓扑布局，即背靠背DIMM布局，来以镜像的方式将表面安装技 术(SMT)DIMM连接器(而非通孔连接器)背靠背地布置在印刷电路板 (PCB)的每一侧。与将所有的DIMM连接器(或通孔DIMM插座)布置 在PCB的一侧的传统拓扑布局(诸如菊花链、T形和星形拓扑布局)相比， 该系统和方法可以改善信号传播时间。

图1示出了示例性的菊花链拓扑100布局。对于每个存储通道，菊花 链拓扑100提供了迹线布线，即从多核插座130到DIMM₁ 141的连接110、 从DIMM₁ 141到DIMM₂ 142的连接122、从DIMM₂ 142到DIMM₃ 143的 连接123以及从DIMM₃ 143到DIMM₄ 144的连接124。

图2示出了示例性的T形拓扑200布局。对于每个存储通道，T形拓 扑200需要至少两层连接：一层用于从多核插座230到DIMM₂ 242的连接 210，以及第二层用于从DIMM₂ 242到DIMM₁ 241和DIMM₃ 243的连接 220。

图3示出了示例性的星形拓扑300布局。对于每个存储通道，星形拓 扑300需要至少三层连接：一层用于从多核插座330到公共过孔A350的 连接310，第二层用于从公共过孔A350到DIMM₄ 344的连接322和从公 共过孔A350到DIMM₁ 341的连接328，以及第三层用于从公共过孔A350 到DIMM₂ 342的连接326和从公共过孔A350到DIMM₃ 343的连接324。 从公共过孔A350到4个DIMM连接器344、343、342和341中的每一者 的连接322、324、326和328的长度相等。

与菊花链拓扑相比，T形和星形拓扑布局能够改善信号传播时间和带 宽，因为T形和星形拓扑布局能够保持迹线长度短并且对于每个DIMM连 接器均衡。然而，T形和星形拓扑布局要求更多的层和过孔来连接与同一存 储通道相关联的一组DIMM连接器。例如，对于使用通孔DIMM连接器来 连接8个DIMM连接器的两个存储通道而言，菊花链拓扑可能需要4到5 层。T形拓扑可能需要5到6层，而星形拓扑可能需要至少6层，从而增加 了采用这些拓扑布局的PCB的成本。在高频的一些情况中，星形拓扑可能 要求终止无元件(unpopulated)的DIMM插座，以维持总线电均衡。

棕榈树拓扑被如此命名，是因为SMT DIMM连接器布局从侧面看起来 像棕榈树的树枝。棕榈树拓扑的背靠背SMT DIMM连接器布局使用最简单 的菊花链迹线布线来降低大的存储器覆盖区中的迹线长度和迹线电容。

图4示出了用于每存储通道4个DIMM配置的示例性棕榈树拓扑400 布局，其利用了用于降低大的存储器覆盖区中的迹线长度和电容的示例性 系统。两个DIMM连接器布置在PCB的顶面，两个DIMM连接器以镜像 的方式布置在PCB的底面。特别地，DIMM₁ 441和DIMM₃ 443布置在例 如PCB460的顶面，而DIMM₂ 442和DIMM₄ 444布置在例如PCB470的 底面。在该示例性棕榈树拓扑400布局中，迹线布线，即连接410，将多核 插座430与DIMM₁ 441相连接。另一连接420将DIMM₁ 441与DIMM₃ 443 相连接。不再需要另外的长连接，因为DIMM₂ 442通过将迹线布线与 DIMM₁ 441相连接来共享过孔，以及DIMM₄ 444通过将迹线布线与DIMM₃443相连接来共享过孔。结果，4-DIMM负载的存储器覆盖区可以被降低例 如百分之五十(50％)。

图5和6是图4的示例性棕榈树拓扑400布局的DIMM连接器的放大 视图。参照图5，位于PCB460的顶面的DIMM₃ 443具有两个SMT连接器 焊盘(pad)，即焊盘₂532和焊盘₁531。过孔562使用迹线连接到焊盘₂532， 以及过孔561使用迹线连接到焊盘₁531。DIMM₄ 444的焊盘₁541在DIMM₃443的焊盘₂532的相对侧位于PCB470的底面。类似地，DIMM₄ 444的焊 盘₂542在DIMM₃ 443的焊盘₁531的相对侧位于PCB470的底面。

继续参照图5，位于PCB460的顶面的DIMM₁ 441具有两个SMT连接 器焊盘，即焊盘₂512和焊盘₁511。过孔572连接到焊盘₂512，而过孔571 连接到焊盘₁511。

参照图6，DIMM₃ 433的焊盘532、531被分离以示出过孔562、561 如何连接到PCB460的顶面和PCB470的底面。公共信号连接DIMM444 的焊盘₁541和DIMM443的焊盘₁531。类似地，公共信号连接DIMM444 的焊盘₂542和DIMM443的焊盘₂532。DIMM₃ 443的焊盘₂532和焊盘₁531分别到过孔562、561的迹线被布线在PCB460的顶面。DIMM₄ 444的 焊盘₁541具有布线在PCB470的底面的到过孔561的迹线，以连接到 DIMM₃ 443的焊盘₁531。类似地，DIMM₄ 444的引脚₂具有布线在PCB470 的底面的到过孔562的迹线，以连接到DIMM₃ 443的焊盘2532。结果，通 过使用示例性的棕榈树拓扑400布局，DIMM₄ 444(位于PCB的底面)与 DIMM₃ 443(位于PCB的顶面)共享用于公共信号的过孔。以类似的方式， DIMM₂ 442和DIMM₁ 441(分别位于PCB的底面和顶面)共享用于公共信 号的过孔。

如图4、5和6所示，通过采用示例性的棕榈树拓扑400布局，同一通 道的两个DIMM连接器布置在PCB的每一侧。因此，连接这两个SMT DIMM连接器的迹线长度可以被缩短，因为这些SMT DIMM连接器共享过 孔并使用镜像布局。例如，通过采用4个DIMM连接器堆叠在PCB的同一 侧的传统拓扑布局(即堆叠DIMM布局)，用于连接从第一DIMM的引脚 x到第二、第三和第四DIMM的同一引脚x中的每一者的公共信号的迹线 可以长1.2英寸。然而，当两个DIMM连接器布置在PCB的顶面而两个 DIMM连接器布置在PCB的底面时，连接4个DIMM连接器的同一信号迹 线可以小于600密耳(mil)。

还如图5和6所示，通过采用示例性的棕榈树拓扑400布局，由于两 个SMT DIMM连接器的SMT连接器焊盘在PCB的每一侧镜像，所以SMT 连接器焊盘可以彼此靠近。因此，对于共享公共信号的SMT连接器焊盘而 言，一个过孔(例如，562)能够布置在SMT连接器焊盘(例如532和542) 之间，用于PCB顶面和PCB底面的连接，如图5和6所示。由于SMT连 接器焊盘被镜像并且使用一个过孔进行连接，所以迹线长度可以被显著缩 短，并且迹线电容可以降低。对于4个DIMM连接器而言，通过使用示例 性的棕榈树拓扑400布局，可以仅需要两个过孔(例如，562、561)，而通 过使用DIMM连接器堆叠在PCB的同一侧的传统拓扑布局则需要4个过孔 (每DIMM连接器一个过孔)，无论这些连接器是通孔DIMM连接器还是 SMT DIMM连接器。因此，与传统拓扑布局(诸如菊花链、T形和星形拓 扑布局)相比，示例性的棕榈树拓扑400可以显著降低过孔的数量，即过 孔数。

几个控制信号可能不共享同一过孔，因为这些控制信号对于每个单独 的DIMM而言是独特的。然而，通过采用示例性的棕榈树拓扑400布局， 顶面和底面DIMM连接器之间的过孔共享可以降低总的过孔数，从而显著 降低负载效应。例如，如上所述，通过采用示例性的棕榈树拓扑400布局， 对于普通共享信号而言，4-DIMM连接器布局与传统拓扑布局相比可以需 要一半的过孔数量。结果，对于DDR2存储器的情况，通过采用T形拓扑 布局，每通道4-DIMM的布局的最高速度可以是667MHz；而使用菊花链 拓扑布局的最高速度可以是533MHz。在800MHz下，通过采用菊花链拓扑 布局，每通道仅两个DIMM连接器能够工作。然而，通过采用示例性的棕 榈树拓扑400布局，仿真表明在4个DIMM连接器的情况下能够容易地获 得800MHz的速度。

还如图4、5和6所示，与所有的DIMM连接器都堆叠在PCB的一侧 的传统拓扑布局相比，该系统和方法能够有效地降低迹线布线，即存储器 覆盖区，例如降低百分之五十(50％)。总迹线长度可以被降低。例如，连 接到DIMM到DIMM间距为375密耳的两个通道(每通道4个DIMM连 接器)的8个DIMM布局的从第一个DIMM连接器的边沿到最后一个DIMM 连接器的边沿的迹线长度通常为2.90英寸。相对地，通过采用将SMT DIMM 连接器布置在PCB的顶面和底面的示例性的棕榈树拓扑400布局，迹线长 度可以降低到1.45英寸，这是在将DIMM连接器布置在PCB的同一侧的 情况下4个DIMM布局的等同迹线长度。

降低迹线长度和过孔数量可以显著地降低迹线电容。与DIMM连接器 堆叠在PCB的同一侧的传统拓扑布局(诸如T形和星形拓扑)相比，该存 储通道能够装配更多以高频工作的DIMM连接器。例如，通过采用T形或 星形拓扑布局，每通道4个双数据速率2(DDR2)DIMM连接器不能以 800MHz工作，但对于示例性的棕榈树拓扑400布局而言却能够以800MHz 工作。为了使得在T形或星形拓扑布局的情况下能够以800MHz工作，可 能需要去掉一些数量的DIMM连接器。结果，仅在轻负载存储总线的情况 下才能够获得最高的频率。在T形或星形拓扑布局的情况下，装配更多的 DIMM连接器意味着以更低的频率来运行存储总线。

随着DDR存储技术的发展，频率增加而电压降低了。在高负载总线的 情况下，满足总线时序要求可能更为困难，因为当每个存储通道使用更多 的DIMM连接器时，迹线电容增加了，从而影响了诸如上升时间的时序参 数。当例如通过使用示例性的棕榈树拓扑400布局将迹线长度降低一半时， 可以改善信号传播时间。总线工作频率也能够得以改善。

当总线频率变得更高时，尤其是在双数据速率3(DDR3)存储技术的 情况下，菊花链拓扑仅能够被应用在具有轻负载总线的堆叠DIMM布局中。 在高频下，保持迹线长度短以及对于每个DIMM连接器均衡是重要的要求， 这可以通过不可避免地要增加层数(即层数量)的T形或星形拓扑布局来 实现，如上面参照图2和3描述的那样。实际上，T形和星形拓扑布局都要 求到同一通道的每个DIMM连接器的同一信号迹线以从公共过孔散开的星 形形式布线，这导致层数增加。示例性的棕榈树拓扑400布局已经将同一 通道的DIMM连接器布置得尽可能近。如图4所示，仅需要两层来完成4 个DIMM连接器的连接，即连接410和连接420。因此，与T形和星形拓 扑布局相比，示例性的棕榈树拓扑400布局降低了层数。

在DDR3存储技术的情况下，与其他拓扑布局相比，示例性的棕榈树 拓扑400布局可以允许更多的DIMM连接器以高频工作。例如，预期DDR3 速度到2010年为止以1600MHz运行。以此速度，通过使用传统拓扑布局， 仿真结果表明，每个通道仅一个负载(即一个DIMM)投入工作。对于 1066MHz而言，使用星形拓扑布局，仅三个负载投入工作。

另外，DDR3存储技术还被规划为以更低的电压进行工作(诸如当前的 1.5V，2010年为止的1.35V以及2012年为止的1.2V)，这使得长迹线和高 迹线电容的不利影响在高频处更为明显。采用示例性的棕榈树拓扑400布 局能够以高频操作更多的DIMM连接器，使得可以获得更好的系统性能。

图7是示出了用于降低大的存储器覆盖区中的迹线长度和电容的示例 性方法700的流程图。方法700从702开始并在710处结束。方法700包 括：将第一SMT DIMM连接器布置在PCB的顶面(框704)；将第二SMT  DIMM连接器布置在PCB的底面(框706)；以及允许第二SMT DIMM连 接器与第一SMT DIMM连接器共享过孔(框708)。

在前面的详细描述中，参照具体的示例性实施例描述了根据用于降低 大的存储器覆盖区中的迹线长度和电容的方法和系统的实施例的系统和方 法。因此，本说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的。用于降低大 的存储器覆盖区中的迹线长度和电容的方法和系统的范围通过这里所附的 被编号的示例及其等同物而得到进一步的理解。

另外，在描述各种实施例时，本说明书可以呈现作为特定步骤序列的 方法和/或过程。然而，由于该方法或过程并不依赖于这里阐述的特定步骤 顺序，所以该方法或过程不应局限于所描述的特定步骤序列。本领域普通 技术人员将意识到，其他的步骤序列也是可能的。因此，本说明书中阐述 的特定步骤顺序不应当解释为对权利要求的限制。另外，涉及该方法和/或 过程的权利要求不应当局限于它们的步骤在所书写顺序下的性能，并且本 领域技术人员能够容易地意识到这些序列可以改变并且仍然位于各种实施 例的精神和范围内。