伴随近几年集成电路制程工艺的进步，PCB 传输线上信号的频率逐年提高，非常容易导致信号在传输过程当中，由于受到传输线的阻力而出现插损（插入损耗，单位为分贝），这种信号在传输过程中受到的阻力被称为特性阻抗或者特征阻抗。换而言之，如果信号在传输过程当中，传输路径上的特征阻抗发生了变化，信号就会在阻抗不连续的结点发生反射。因而 PCB 上的传输线仅仅只解决通和断的问题还远远不够，还需要进一步确保其传输链路上特性阻抗的匹配和连续。

英国宝拉 POLAR 公司推出的 Si9000e，正是一款这样可以预测 PCB 走线阻抗的计算工具，该工具已经成为高速电路设计当中，必不可少的辅助工具。该工具提取了 100 余种 PCB 传输线的典型结构，并且基于这些结构对指定频率下的传输线阻抗进行建模计算。Si9000e 将影响 PCB 传输线阻抗的主要因素：板材厚度、顶层走线宽度、铜泊厚度、走线周围的包地间距、表面绿油的厚度 作为输入参数，就可以计算出表面单端/差分和共面单端/差分类型走线的阻抗。

《PCB 电流与信号完整性设计》英文名称是《PCB Currents How They Flow, How They React》，作者是 UltraCAD 公司的创办者 Douglas Brooks，全书着重于物理概念，避免复杂的数学推导，阐述了基本电路的电流源、电流造成的信号完整性问题，以及如何解决串扰和电磁干扰问题。主要内容包括：温度漂移、传输线、反射、耦合电流、功率分配、趋肤效应、介电损耗和通孔等，并且给出了每个常见问题的实用设计方案。

全书分为四个部分，其中第一部分电流的性质介绍了电流的基本定义，第二部分基本电路中电流的流动包括了电阻电路、电抗（电容、电感）电路、以及阻抗相关的内容，第三部分则介绍了电压源与电流源，第四部分电路板上的电流则介绍了 PCB 上引入的各种信号完整性问题。

优秀的 PCB 设计者同时也是出色的艺术家，伴随着 5G 无线网络的全面商用以及 IoT 物联网设备的大量普及，PCB 电路板上的走线越来越精密，通过的信号频率越来越高，与此同时电磁干扰问题也日趋严重，PCB 设计人员不得不去面对一个现实的问题：PCB 电路板已经开始像一个同时携带有 电阻、电容、电感 特性的复杂组件，而非像过去数十年间那样，仅仅是作为元件器之间的线路连接平台。总而言之，伴随电磁兼容性（EMC）与信号完整性（SI）问题的日益突出，对于 PCB 布线与元器件布局的要求愈发重要。

本篇文章首先会介绍 PCB 制造工艺与元器件封装相关的知识，然后重点讨论了笔者在工作实践过程当中总结的一些 PCB Layout 方面的基本设计规范与布线原则。当然，电磁兼容性与信号完整性作为一个比较系统的工程化问题，文章中总结的经验与原则并非绝对适用于任意场合，在实际的布局布线过程当中，仍然需要具体问题具体分析，结合实际的工作环境进行分析设计。关于电磁兼容性与信号完整性两个重要话题，我将会在后续发布的文章当中进行分享。