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PCB布線設(shè)計中的注意事項

  對于硬件電子產(chǎn)品設(shè)計者,面臨的PCB設(shè)計越來越復(fù)雜。管腳越來越密的高級封裝器件被使用,單位面積的網(wǎng)絡(luò)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(jīng)不滿足自動布線器100%布通率的要求,希望能夠進行電氣規(guī)則約束布線,滿足信號完整性要求。 

  當(dāng)前國內(nèi)設(shè)計狀況類似,很多高速設(shè)計還處在方案討論階段,或原型樣機階段。工程師預(yù)見或者已經(jīng)觀察到一些問題,如過沖、欠沖、振蕩、串?dāng)_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(shù)字電路設(shè)計和射頻設(shè)計當(dāng)做同樣問題對待。感覺實際高速分析中,時序分析也是數(shù)字電路設(shè)計中的一個關(guān)鍵卻往往被忽略。除了分析外,為了減小傳輸線效應(yīng),縮小PCB面積,高密度設(shè)計實現(xiàn)也是一個問題。但在國內(nèi),由于擔(dān)心串?dāng)_,開發(fā)周期或者調(diào)測方面的問題,往往采用多個單板,將設(shè)計密度降低。

  作高速PCB設(shè)計,前仿真分析很關(guān)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(shè)計等。前仿真分析不能僅僅在原理圖階段,使用拓樸結(jié)構(gòu)編輯,還必須使用PCB LAYOUT工具進行布局探測和預(yù)布線分析,估計實現(xiàn)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(yōu)先級,最大限度避免關(guān)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(shè)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(fā)現(xiàn)原理圖設(shè)計有誤,更改的代價就太大了。開始PCB設(shè)計,不要忙著布線,先好好布局。根據(jù)經(jīng)驗,PCB設(shè)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(dāng)關(guān)鍵,有經(jīng)驗的工程師在布局同時,已經(jīng)有了關(guān)鍵布線的規(guī)劃。布局一般本著先大后小,先關(guān)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(zhì)量,對測試,加工等問題也要考慮,權(quán)衡各方面因素。

  手工布線現(xiàn)在還是大部分工程師的選擇,因為很多人對自動布線的結(jié)果不是很滿意。其實現(xiàn)在一些高級EDA工具,自動布線已經(jīng)相當(dāng)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(yù)的地方。個人經(jīng)驗認為,網(wǎng)絡(luò)分類(class),布線優(yōu)先級設(shè)置,布線規(guī)則是影響布通率和布線效果的主要因素。

  有人也稱PCB設(shè)計是從抽象概念到實際產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。PCB設(shè)計實際是一項混合技術(shù)。要求設(shè)計者對電路原理、電磁場、布線算法、生產(chǎn)加工、測試等各方面知識都要有所了解,所以一名優(yōu)秀的PCB抄板工程師應(yīng)當(dāng)注意學(xué)習(xí)這些知識。


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