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[硬件] 21ic编辑推荐:分析了一块多层板后的感悟

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发表于 2019-9-27 15:09 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
十层板 层叠结构:
5 r8 w7 u" I" Y$ \7 F# K4 `  G4 `& n% r" B) P3 I
上面有FPGA DSP CPLD、 ARM 蛮复杂的。
7 ?8 i; B- n/ U' m5 p5 l4 s' S
# {* A3 D& E6 n9 d/ F" b8 }' [+ L2 K& d7 i) u0 R2 t- E
板子不是我画的,我分析了下它的布线技巧,有些感悟,写下来跟大家分享下:
8 p4 @+ g  @4 X5 `8 |* |, p8 t4 L# G$ e6 c- o: S
1.顶层和底层基本不走信号线,基本上用来扇出器件的引脚后,立即打过孔到中间层去走。一些不关键的信号线,可以在这两层走走,但是很少。; O% @4 T* m5 s  a
( m0 z7 F, ]3 b1 S
* L& t2 c+ Y: {5 i9 {6 ~
原因:顶层和底层的阻抗不容易控制。高速信号线在这两层走的话,也不利于EMC。2 [0 M7 @" T) V, F& Z1 z

, m" u& \) Y- b! X
6 H8 U9 F2 a6 e" x; \8 f' i/ Q3 n2.电源线: 几乎全部是用粗的铜皮做连接。( H& `5 K/ G% J7 H$ j& n

8 J9 n+ T' W" _& G4 ?' s0 F; q4 ]# h" g4 I* N
原因:这样做的好处无疑是有利于大电流流过。我们通常是画线的,这样虽然容易布线,效果没有铜皮来的好。
* X/ g) t7 y6 _" y# Y. r( A
* A) g. G4 a. g# o& ]* o+ Z. p8 a  N$ D3 Y% C/ a
3.从DAC 到FPGA的数据线(单端):+ ]9 b3 `3 Y. `; _1 q; F

$ D$ x8 V$ H5 J$ T' K+ P/ y
0 r& E6 H5 R/ `0 u& w& x/ @. ?7 z为了等长,有的走了蛇形线,除了在走线起始位置处为了扇出而打的过孔外,全程都没有打过孔,有利于信号完整性的保持。. S; O* j: |& w3 V

' O  P+ c; O' T; p$ m
/ ^5 N, W2 J* U. H- ]/ }! E* G* e4.从DAC 到FPGA的时钟线(差分)
. S7 U6 O0 ?8 K6 j* Q( w6 \/ u; H) c  i5 {1 @
1 l6 x& o" T# |; _/ i+ S1 k
严格等长和对称
1 R7 f3 }( I, J9 w+ ?8 c, j
* Q! _# |* W8 x2 u0 i" D% p
- A0 k+ h" h' c# D: X8 h& |5. 电源平面。
5 z* p) k3 o/ |9 U3 l: q
$ z) t1 w6 ^- a* N( V, i* l/ Y, A( M, H4 f% @4 l
有两个电源平面。电源种类太多,5\3.3\2.5\1.4\1.8\1V 、 有一个平面做了分割,分割的技巧是 根据某个IC主要是哪个电源供电,就分一大片铜皮作为该电源。直接从电源引脚扇出过孔打到该电源平面的相应区域上。另一个平面基本保持完整的3.3V。* s0 _/ r' ?3 f- F/ c

: I. H4 I, @  ?
) V2 j4 x6 b$ {6.地平面。
4 J. _- E" z7 W7 A
0 S( ^1 |+ Q, P6 t5 Y* m7 Y% ~  s* k  [) F* q
板上有模拟地和数字地,在两个地平面上都做了分割。但是,由于模拟地出自四片DAC,在布局的时候把它们布到了板子的边缘,这样AGND 只占了一小部分,DGND占据板子的绝大部分。因此,地平面的完整性保持的很好。而且没有任何信号线,跨越这两个分割平面。
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