37-EFT.WP.EDX.HighSpeed v1.0 | 第16章 设计规程与工程清单

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第16章 设计规程与工程清单

I. 章节目标与范围

1. 目标：将 HighSpeed 卷的路径—到达时—模态—阻抗—辐射修正落为可执行设计规程与工程清单，以相干窗 KPI（E_phase/GDR/ΔW）与正实/因果门为核心，确保 Z_eft(omega)、T_arr、T_group 的一致性与可发布性。
2. 范围：微带/带状线、差分对、过孔/平面跨接、连接器/Launch、板—缆过渡与屏蔽结构；频段覆盖相干窗 Ω 及其邻域。
3. 共享到达时两口径（等价，须显式路径/测度并记录 delta_form）：
   • 常量外提：T_arr = ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell )
   • 一般口径：T_arr = ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell )

II. 设计总则（Golden Rules）

• 相位线性化主则：在满足阻抗平衡前提下，最小化带内
  Σ_p w_p · ∫_{γ_p} n_eff d ell 的斜率与波动（以 E_phase/GDR 量化）。
• 返回路径优先：层间/平面跨接处提供就近闭合回流与缝合过孔环，抑制 w_side(ω) 与 ΔT_arr。
• 正实辐射门：启用辐射通道时必须 Re{ΔZ_rad(ω)} ≥ 0，封堵或优化后应下降。
• 窗口治理：相干窗内做相干叠加并控制 KPI；窗外一律用能量合成，禁止外推窗内模型。
• 端口归一一致：S→Z 前统一 Znorm(ω)/混合模基；映射后通过 passivity / KK。
• 两口径一致：同一 γ(ell)/n_eff 上两种 T_arr 写法差值 ≤ u(T_arr) 为硬门。

III. 工程流程（六阶段可执行）

• 需求与频带定义：确定 Ω=[ω1,ω2]、KPI 目标、辐射门与合规接口；产出需求卡与初始 qa_gates。
• 拓扑与路径/模态原型：标注 γ_main/γ_side 与模态集 𝓜，估计 T_arr 与 w_{p,m} 趋势；产出原型绑定卡。
• 版图与工艺落图：返回路径/缝合过孔、弯折半径化、等长分叉、Launch 锥度与地指、残桩背钻；产出 binding_ref 与几何参数表。
• 计量计划与对齐流水线：端口一致化→去嵌与归一→S→Z 映射→同步改正→路径改正→窗口评估；产出 metrology_hf 卡。
• 原型迭代与证伪：实测/3D-EM→KPI 与 J-系判据→不达标按“失败模式→处置表”闭环。
• 发布与量产移交：冻结 baseline_id 与 binding_ref，交付 dataset/pipeline/env_lock/audit 与验收卡。

IV. 版图/工艺—路径/模态规则（可检验）

• 返回路径与缝合过孔：环形/棋盘式缝合；孔距 ≤ 20×H（线高）；跨接加过孔桥并入 γ_p。
• 微带/带状线/差分对：按目标 Z_c(ω) 反求 W/S 并记录；差分对等长、耦合稳定、无直角。
• 弯折与分叉：弯折 r ≥ 3W；分叉区对称等长、布置回流栅格；限定耦合矩阵 |C_{mn}|。
• 过孔与残桩：控制桩长/残桩，优先背钻；跨接处就近回流过孔群；启用 γ_side 并关联 ΔZ_rad。
• 连接器/Launch：锥度过渡、地指优化；混合模归一→回投；核对 ΔZ_c(Ω) 与 KPI。
• 屏蔽/开口：避免长缝；必要时网格化/周期化并记录 sigma_seam；封堵后 Re{ΔZ_rad} 与场量下降。
• 板—缆过渡与 PI 网格：缆束成对回流，近端去耦与低阻返回；避免大面积断带。

V. KPI 与验收门限（与第7章一致）

• 工程级：E_phase ≤ 0.08 rad，GDR ≤ 0.25 ns，ΔW ≤ 0.30；若启用辐射，Re{ΔZ_rad} ≥ 0。
• 发布级：E_phase ≤ 0.05 rad，GDR ≤ 0.20 ns，ΔW ≤ 0.20；全量 passivity/K–K 通过。
• 可在数据卡细化 ΔZ_c(Ω)、|S11|/|S21| 附加指标。

VI. 记录与 QA（与数据/管线卡对齐）

• 必填：binding_ref、arrival{form,gamma,measure,c_ref,Tarr,u_Tarr,delta_form}、Z_c(ω)、E_phase/GDR/T_group/ΔW、（如启用）ΔZ_rad 与 Re_Zrad_min、qa_gates{check_dim,passivity,KK}。
• 版本/哈希：S→Z 归一/去嵌/混合模矩阵的版本与 sha256 必须记录。
• 硬门：两口径 T_arr 一致；Re{Z_eft} ≥ 0；KK=pass；辐射通道 Re{ΔZ_rad} ≥ 0。

VII. 实现绑定与协同（I30-HF / I40-HF / Mx-*）

• I30-HF：bind_layout_hf / mode_project / mode_merge / path_correct_hf；
• I40-HF：map_S_to_Z / em_port_align / cosimulate；
• Mx-*（反演）：invert / ppc / evidence；证据优先、复杂度次之，PPC 残差近白为过门标准。

VIII. 容差与健壮性（DFM/DFA）

• 线宽/介质厚度/铜厚/过孔几何容差以 ±σ 输入仿真栈，计算 KPI 容差敏感度；高敏项收紧设计窗口。
• 验收：容差蒙特卡罗通过率 ≥ 95%（可在项目卡细化）。

IX. 可证伪准则（Design Protocol 对应）

• J-DR-HF-1（返回路径）：缝合/跨接优化后 ΔW 与 E_phase/GDR 未改善，否决回流策略或 γ 标注。
• J-DR-HF-2（过孔残桩）：背钻/裁剪后 Re{ΔZ_rad} 与场量不降，否决辐射等效或几何输入。
• J-DR-HF-3（混合模归一）：归一/映射后 passivity/KK 失败，否决端口基或归一配置。
• J-DR-HF-4（容差稳健）：蒙特卡罗通过率 < 门限，否决当前几何/工艺窗口。
• J-DR-HF-5（两口径一致）：|T_arr^{(1)}−T_arr^{(2)}| > u(T_arr)，拒绝发布。

X. 合规模板（可直接粘贴）

• 设计验收卡（YAML）
• design_protocol_hf:
• project_id: "EDXHS-PRJ-001"
• binding_ref: "LAY2PATH-HF-0001"
• baseline_id: "BLSN-EDX-001"
• bands:
• - {w1: ω1, w2: ω2}
• arrival:
• form: "n_over_c" # or "one_over_c_times_n"
• gamma: "explicit"
• measure: "d_ell"
• c_ref: 299792458.0
• Tarr_s: 1.234e-09
• u_Tarr_s: 6.0e-12
• delta_form: "n_over_c"
• primitives:
• returns: {stitch_ring: true, pitch_mm: 2.0}
• bends: {radius_rule: "≥3W", right_angle: false}
• vias: {backdrill: true, max_stub_mm: 0.5}
• launch: {tapered: true, ground_fingers: "optimized"}
• shields: {mesh: true, seam_pitch_mm: 3.0}
• targets:
• Zc_ohm: 50.0
• E_phase_rad: {eng: 0.08, rel: 0.05}
• GDR_s: {eng: 0.25e-9, rel: 0.20e-9}
• ΔW: {eng: 0.30, rel: 0.20}
• Re_Zrad_min: 0.0
• qa_gates: ["check_dim","passivity(Re{Z}≥0)","KK_consistency"]
• signoff:
• design_owner: "..."
• metrology_owner: "..."
• date: "2025-09-16"
• 验收脚本（伪代码）
• # KPIs
• phi = unwrap(argZ - ω*Δt_sync)
• T_group = grad(phi, ω)
• E_phase = max_abs(phi - (ω*Tarr + φ0_opt))
• GDR = max_abs(T_group - median(T_group))
• # ΔW
• ΔW = sum_abs(w[p,m](ω2) - w[p,m](ω1) for p,m in paths_modes)
• # Radiation gate
• if radiation_enabled:
• assert min(Re(ΔZ_rad)) >= 0.0
• # Two-dialect agreement
• assert abs(Tarr_n_over_c - Tarr_one_over_c_times_n) <= u_Tarr
• # Hard QA
• assert min(Re(Z_eft)) >= 0.0 and KK_consistency(Z_eft)
• # Pass
• assert E_phase <= E_phase_gate and GDR <= GDR_gate and ΔW <= ΔW_gate

XI. 快速排障与处置表

• 相位非线性：缩窄 Ω；优化 γ_main 与回流；抑制模态转换与 w_side。
• 群时延纹波：平滑先验（n_eff/σ_eff）与减耦；校正 Δt_sync。
• 被动/因果失败：核带限、复核去嵌/归一与 Znorm；清理右半平面极点。
• 辐射超标：封堵缝/裁剪残桩/优化屏蔽；复验 Re{ΔZ_rad} 与场量。
• 两口径不一致：核对 delta_form/单位/γ(ell) 记录，重算离散积分。
• 容差不过门：收紧几何窗口，增密缝合/回流，提升制造能力等级。

XII. 执行清单（工程勾选表）

checklist_hf:

- [ ] 定义 Ω 与 KPI 目标（E_phase/GDR/ΔW）

- [ ] 生成 binding_ref 并标注 γ_main/γ_side 与模态

- [ ] 填写 arrival（form/gamma/measure/c_ref/delta_form）

- [ ] 完成 deembed/renorm/S→Z/phase_corr/path_correct

- [ ] 计算 Z_eft/argZ/T_group/E_phase/GDR/ΔW

- [ ] 辐射通道评估（ΔZ_rad ≥ 0 且封堵后下降）

- [ ] 证伪判据（P1–P4、J-DR-HF-*）通过

- [ ] 两口径 T_arr 一致（≤ u_Tarr）

- [ ] 归档 dataset/pipeline/env_lock/audit（sha256）

- [ ] 设计/计量/QA 三方签署

XIII. 跨章引用与闭环

• 依赖：第4章（S20-HF/S30-HF 色散）、第5章（S50-HF 辐射修正）、第6章（S40-HF 模态与基元）、第7章（KPI）、第8章（S↔Z 映射）、第9–11章（计量/证伪/协同）、第15章（数据与复现）。
• 收口：本章将路径—到达时—模态—阻抗—辐射—计量—数据合规贯通为签核条款，据此执行批量设计的预测性、可调参与可证伪的工程落地。