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PCB布线设计中的注意事项

更新时间:2015-12-04 13:40:03点击次数:829次

对于硬件电子产品设计者,面临的PCB设计越来越复杂。管脚越来越密的高级封装器件被使用,单位面积的网络密度不断提高,给布线带来更大的压力。同时,更多的工程师已经不满足自动布线器100%布通率的要求,希望能够进行电气规则约束布线,满足信号完整性要求。 

当前国内设计状况类似,很多高速设计还处在方案讨论阶段,或原型样机阶段。工程师预见或者已经观察到一些问题,如过冲、欠冲、振荡、串扰等问题。但是对整个高速问题的起因,对高速分析仿真方法不太了解,往往把高速数字电路设计和射频设计当做同样问题对待。感觉实际高速分析中,时序分析也是数字电路设计中的一个关键却往往被忽略。除了分析外,为了减小传输线效应,缩小PCB面积,高密度设计实现也是一个问题。但在国内,由于担心串扰,开发周期或者调测方面的问题,往往采用多个单板,将设计密度降低。

作高速PCB设计,前仿真分析很关键,这些包括器件选择、模型编辑、信号分配、匹配策略和层叠设计等。前仿真分析不能仅仅在原理图阶段,使用拓朴结构编辑,还必须使用PCB LAYOUT工具进行布局探测和预布线分析,估计实现难度和布线方法。同时对于分配好的平面层先作电源分割,安排好布线层的优先级,最大限度避免关键信号的跨分割。

完成原理图,一般工程师就迫不及待的开始PCB设计。建议可以花一天或两天的时间检查一下原理图。因为到了后期,如果发现原理图设计有误,更改的代价就太大了。开始PCB设计,不要忙着布线,先好好布局。根据经验,PCB设计时间一般按照三三制分配,布局占1/3时间,布线占1/3,检查1/3。布局相当关键,有经验的工程师在布局同时,已经有了关键布线的规划。布局一般本着先大后小,先关键后次要,先放置有定位要求的器件,布局时,除了考虑布线质量,对测试,加工等问题也要考虑,权衡各方面因素。

手工布线现在还是大部分工程师的选择,因为很多人对自动布线的结果不是很满意。其实现在一些高级EDA工具,自动布线已经相当智能化。自动布线,并不意味着全部交给工具去做,还有很多需要人干预的地方。个人经验认为,网络分类(class),布线优先级设置,布线规则是影响布通率和布线效果的主要因素。

有人也称PCB设计是从抽象概念到实际产品的转化。PCB设计实际是一项混合技术。要求设计者对电路原理、电磁场、布线算法、生产加工、测试等各方面知识都要有所了解,所以一名优秀的PCB抄板工程师应当注意学习这些知识。

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