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PCB布線設計中的注意事項

更新時間:2015-12-04 13:40:03點擊次數:1515次

對于硬件電子產品設計者,面臨的PCB設計越來越復雜。管腳越來越密的高級封裝器件被使用,單位面積的網絡密度不斷提高,給布線帶來更大的壓力。同時,更多的工程師已經不滿足自動布線器100%布通率的要求,希望能夠進行電氣規則約束布線,滿足信號完整性要求。 

當前國內設計狀況類似,很多高速設計還處在方案討論階段,或原型樣機階段。工程師預見或者已經觀察到一些問題,如過沖、欠沖、振蕩、串擾等問題。但是對整個高速問題的起因,對高速分析仿真方法不太了解,往往把高速數字電路設計和射頻設計當做同樣問題對待。感覺實際高速分析中,時序分析也是數字電路設計中的一個關鍵卻往往被忽略。除了分析外,為了減小傳輸線效應,縮小PCB面積,高密度設計實現也是一個問題。但在國內,由于擔心串擾,開發周期或者調測方面的問題,往往采用多個單板,將設計密度降低。

作高速PCB設計,前仿真分析很關鍵,這些包括器件選擇、模型編輯、信號分配、匹配策略和層疊設計等。前仿真分析不能僅僅在原理圖階段,使用拓樸結構編輯,還必須使用PCB LAYOUT工具進行布局探測和預布線分析,估計實現難度和布線方法。同時對于分配好的平面層先作電源分割,安排好布線層的優先級,最大限度避免關鍵信號的跨分割。

完成原理圖,一般工程師就迫不及待的開始PCB設計。建議可以花一天或兩天的時間檢查一下原理圖。因為到了后期,如果發現原理圖設計有誤,更改的代價就太大了。開始PCB設計,不要忙著布線,先好好布局。根據經驗,PCB設計時間一般按照三三制分配,布局占1/3時間,布線占1/3,檢查1/3。布局相當關鍵,有經驗的工程師在布局同時,已經有了關鍵布線的規劃。布局一般本著先大后小,先關鍵后次要,先放置有定位要求的器件,布局時,除了考慮布線質量,對測試,加工等問題也要考慮,權衡各方面因素。

手工布線現在還是大部分工程師的選擇,因為很多人對自動布線的結果不是很滿意。其實現在一些高級EDA工具,自動布線已經相當智能化。自動布線,并不意味著全部交給工具去做,還有很多需要人干預的地方。個人經驗認為,網絡分類(class),布線優先級設置,布線規則是影響布通率和布線效果的主要因素。

有人也稱PCB設計是從抽象概念到實際產品的轉化。PCB設計實際是一項混合技術。要求設計者對電路原理、電磁場、布線算法、生產加工、測試等各方面知識都要有所了解,所以一名優秀的PCB抄板工程師應當注意學習這些知識。

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