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PCB的设计经验

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发表于 2016-6-20 14:40 | 只看该作者 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式

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/ Z: L" S1 i& f% o# F1、如果设计的电路系统中包含FPGA器件,则在绘制原理图前必需使用Quartus II软件对管脚分配进行验证。(FPGA中某些特殊的管脚是不能用作普通IO的) 4 m$ n/ l1 _3 B
2、4层板从上到下依次为:信号平面层、地、电源、信号平面层;6层板从上到下依次为:信号平面层、地、信号内电层、信号内电层、电源、信号平面层。6层以上板(优点是:防干扰辐射),优先选择内电层走线,走不开选择平面层,禁止从地或电源层走线(原因:会分割电源层,产生寄生效应)。
9 h" p8 O( z7 d) ]% x0 ~) Y, r. {
; ^" m4 u0 Q& s) w% g3、多电源系统的布线:如FPGA+DSP系统做6层板,一般至少会有3.3V+1.2V+1.8V+5V。 0 j6 i( D' W% ], |3 r' a
3.3V一般是主电源,直接铺电源层,通过过孔很容易布通全局电源网络。 ( C+ Q% H( c# D. C+ ~

; f. n4 o8 C' `& x, e2 d5V一般可能是电源输入,只需要在一小块区域内铺铜。且尽量粗(你问我该多粗——能多粗就多粗,越粗越好)
8 U4 `% T% q, u! p& H: u/ F  & e% v+ F& B! D/ q
7 J' }+ e- A$ N+ F9 r8 x4 l% U
1.2V和1.8V是内核电源(如果直接采用线连的方式会在面临BGA器件时遇到很大困难),布局时尽量将1.2V与1.8V分开,并让1.2V或1.8V内相连的元件布局在紧凑的区域,使用铜皮的方式连接,如下图:
* ~$ N$ }, o8 p- P: }/ u3 ]1 c, |  
7 ?. B* i/ s6 S# F/ G  
' k0 G- q4 K- c3 _$ A总之,因为电源网络遍布整个PCB,如果采用走线的方式会很复杂而且会绕很远,使用铺铜皮的方法是一种很好的选择!/ D* E, K, w" u' X- L- c* d( y3 Y
/ v" p2 G1 ], x- Q8 R& Y3 M
4、邻层之间走线采用交叉方式:既可减少并行导线之间的电磁干扰(高中学的哦),又方便走线(参考资料1)。如下图为某PCB中相邻两层的走线,大致是一横一竖。
* R6 W1 a# a$ l  3 G3 J( L/ ?. Y" R# s2 T. ~5 g, q1 j
  7 q! {- _8 z# \4 e$ y7 O
5、模拟数字要隔离,怎么个隔离法?布局时将用于模拟信号的器件与数字信号的器件分开,然后从AD芯片中间一刀切! 3 e: ?! M+ m6 ~+ V7 G
  6 @, k- o1 J1 T  F/ D8 C+ f2 ~% I

0 H% l# n. `9 o) p+ J+ ?模拟信号铺模拟地,模拟地/模拟电源与数字电源通过电感/磁珠单点连接。* v* t4 U0 r3 R/ j. z
! `! _9 T. ?+ x! ~% D1 i
. Z2 `: T8 n5 z6 O) Q7 z
, @& v+ G3 V9 Y) c$ s0 y
6、基于PCB设计软件的PCB设计也可看做是一种软件开发过程,软件工程最注重“迭代开发”的思想,我觉得PCB设计中也可以引入该思想,减少PCB错误的概率。 6 t0 t' h2 Y, y0 x1 u6 s: x; K1 o8 k

, _7 q4 s4 K, K1 T2 z% V+ e(1) 原理图检查,尤其注意器件的电源和地(电源和地是系统的血脉,不能有丝毫疏忽)
# i, F3 ]! a$ U8 M& e - D9 F5 L! O: C* \3 W2 Z
(2) PCB封装绘制(确认原理图中的管脚是否有误)
( ~; G+ G0 b' j5 h. o% T# O
' p. y0 N3 Y, A(3) PCB封装尺寸逐一确认后,添加验证标签,添加到本次设计封装库
* h$ U" b! J1 @6 D
. U5 T. R0 m5 u& O& K. ?(4) 导入网表,边布局边调整原理图中信号顺序(布局后不能再使用OrCAD的元件自动编号功能)
4 T: m5 n$ G) Z ; q# D' J# s' S: B5 C8 q
(5) 手工布线(边布边检查电源地网络,前面说过:电源网络使用铺铜方式,所以少用走线) 1 U* w6 M  X( j7 j3 @; _
/ R2 Z5 H$ y8 u, S# {1 W
总之,PCB设计中的指导思想就是边绘制封装布局布线边反馈修正原理图(从信号连接的正确性、信号走线的方便性考虑)。. T' u* L( W9 J& u1 f
7、晶振离芯片尽量近,且晶振下尽量不走线,铺地网络铜皮。多处使用的时钟使用树形时钟树方式布线。
. \- m. _2 L& V- ?3 }, `+ B ) i8 e; g9 a/ O" r: I8 K- h  ?
8、连接器上信号的排布对布线的难易程度影响较大,因此要边布线边调整原理图上的信号(但千万不能重新对元器件编号)- a' R- _% [$ A8 u, J. @# n: {

) H/ P5 `+ h; w1 |% M: H6 @4 c9、多板接插件的设计: + B$ U5 ?- e% O. \1 l
& E6 d9 L$ y4 N
(1) 使用排线连接:上下接口一致
" z+ G2 i0 ^' b0 a" s! x/ l9 J
7 C- A% _( J4 O1 L(2) 直插座:上下接口镜像对称,如下图
; t4 p) D* T5 Y" H6 O! I  
2 _; R* h, L2 } # }/ ~% R7 _  h' E2 X/ ]
10、模块连接信号的设计: : K& ^% J; K& r8 Q2 C7 T6 J
) x% M# o  j* x- ]5 Q% C
(1) 若2个模块放置在PCB同一面,如下:管教序号大接小小接大(镜像连接信号) ; l2 t+ Q; M4 B; j
  
3 b) j( i% n* Q
9 H3 h- N. P! U+ k(2) 若2个模块放在PCB不同面,则管教序号小接小大接大
: `4 F5 f" n# K/ A 2 p% Z2 m, c- u& l/ n( L$ f6 _! ?: s
这样做能放置信号像上面的右图一样交叉。当然,上面的方法不是定则,我总是说,凡事随需而变(这个只能自己领悟),只不过在很多情况下按这种方式设计很管用罢了。, h3 ^9 m4 ^/ a5 `
  E# c5 z9 \  C: V3 f+ {0 i( Z
11、电源地回路的设计: . Y6 w$ d7 a7 u- F9 C) w$ b: ~
  8 M" W$ J" w; [! _3 E& x
: T/ V8 ^* _: |
上图的电源地回路面积大,容易受电磁干扰 7 [( G/ j4 D& ?4 z' _  ]7 ]2 G
  9 U8 S  E' L$ Z7 S- [% K
* Q" I/ Q+ K; A+ i; J" M% c
上图通过改进——电源与地线靠近走线,减小了回路面积,降低了电磁干扰(679/12.8,约54倍)。因此,电源与地尽量应该靠近走线!而信号线之间则应该尽量避免并行走线,降低信号之间的互感效应。
" O* I1 Z0 n' `看完全文了吗?喜欢就一起来回帖点个 赞 吧!# _3 q9 N; c2 Y9 b3 R# I/ i) H. x

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发表于 2016-8-24 20:24 | 只看该作者
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很好,好好学习一下感谢分享!

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非常不错!都是经验之谈!

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写得不错 就是有点深奥

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发表于 2016-9-13 14:44 | 只看该作者
学习了
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学习了,不错。

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很好,感谢分享!

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哇,说的很详细,学习了。

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发表于 2016-7-1 13:39 | 只看该作者
学习了,谢谢你

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发表于 2016-6-30 11:18 | 只看该作者
写的真好,赞一个

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真好,赞!

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发表于 2016-6-24 21:32 | 只看该作者
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