服务器芯片周边硬件设计实践
30章 · 从入门到实战
📚 芯片周边 · 电源 · 高速接口 · 可靠性
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🎯 友好色系
1
服务器芯片概述
CPU/GPU/DPU/FPGA
芯片分类、周边硬件设计重要性、课程框架
2
电源架构设计（上）
VRM & 电源树
主板电源层级 12V/5V/3.3V/1.8V/0.9V · VRM选型 · 电源树绘制
3
电源架构设计（下）
时序 & PDN
电源时序控制、纹波抑制、去耦电容、PDN阻抗设计
4
时钟系统设计
晶振 · PLL · 抖动
时钟源选型、时钟树、抖动与相位噪声、冗余设计
5
复位与启动逻辑
POR/RST/WDT
复位信号类型、时序、启动模式、看门狗电路
6
DDR内存接口设计（上）
DDR4/5/LPDDR5
协议对比、内存拓扑、信号完整性基础
7
DDR内存接口设计（下）
布线 · ODT · 仿真
等长/阻抗/VREF/VTT/ODT配置、DDR仿真验证
8
PCIe接口设计
Gen4/5/6
协议演进、拓扑、布线约束、链路训练
9
高速串行接口 SerDes
PCS/PMA
基本原理、差分布线、AC耦合、眼图误码率
10
网络接口设计（以太网）
10G~400G
PHY选型、MAC/PHY接口、网络变压器/RJ45
11
存储接口 SATA/SAS/NVMe
U.2/U.3/M.2
协议对比、NVMe over PCIe、热插拔电路
12
管理接口 I2C/SPI/PMBus
BMC
总线拓扑、SPI Flash、PMBus、基板管理控制器
13
传感器与监控电路
温度/电压/风扇
LM75、TMP117、ADC、PWM、FRU EEPROM
14
板级调试接口
JTAG/UART/GPIO
JTAG调试、UART、GPIO扩展、LED与按键
15
PCB叠层与材料选择
FR4/Megtron/Rogers
叠层结构、高速材料、介电常数与损耗
16
信号完整性（SI）基础
传输线 · 串扰
反射、振铃、S参数、TDR、仿真工具
17
电源完整性（PI）基础
目标阻抗 · PDN
去耦电容网络、电源平面谐振、PDN仿真
18
电磁兼容性（EMC）设计
屏蔽 · 接地
EMI传播、滤波、布局规则、单点/多点接地
19
热设计基础
风冷/液冷
芯片功耗、散热器选型、Flotherm/Icepak仿真
20
结构设计与连接器选型
E-ATX · MCIO
主板外形、DDR DIMM、PCIe Slot、板对板连接器
21
原理图设计规范
符号库 · DRC
多页原理图、网络标号、总线命名、设计规则检查
22
PCB布局设计规范
分区 · 散热
器件布局原则、电源/高速/模拟数字分区
23
PCB布线设计规范
差分对 · 背钻
等长布线、回流路径、过孔与背钻技术
24
DFM 可制造性设计
工艺限制
线宽线距、拼板、Mark点、阻焊钢网
25
DFT 可测试性设计
ICT · JTAG
测试点、边界扫描、在线编程、良率提升
26
硬件调试与测试
上电 · 时序
上电前检查、时序测试、时钟/DDR/PCIe调试
27
硬件可靠性设计
降额 · MTBF
降额设计、ECC/RAS、环境适应性测试
28
固件与硬件协同
BIOS/BMC/FPGA
UEFI初始化、BMC监控、FPGA配置、固件升级
29
服务器芯片参考设计解读
Intel/AMD/ARM
官方参考设计架构与设计要点分析
30
项目实战：从零设计服务器主板
全流程
需求分析、芯片选型、原理图、PCB、调试验证