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PCB设计参考资料.md

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参考资料

通过下面的关键词直接从网络上Google或Baidu就能很容易的找到下面的资料,这里只是以参考文献的方式做一个整理以及简单的说明。

  1. 刘雅芳,张俊辉. 抗干扰角度分析六层板的布线技巧. 天津光电通信技术有限公司技术中心.

    介绍了六层板的布线技巧,非常实用,画多层板的强烈推荐。

  2. AN1258, "Op Amp Precision Design: PCB Layout Techniques", Microchip.

    我就是看着这个做运放的PCB的布局布线的,看了很多遍。

  3. John Ardizzoni. Apractical Guide to High-Speed Printed-Cricuit-Board Layout. Analog Dialogue.

    高速PCB设计的布局方法,简单看了看,老外写的东西含金量就是高。

  4. 美国国家半导体公司. 简单开关电源PCB布局指南. 2002年7月.

    这是一份关于开关电源的布局布线技巧,文章内有一些理论性的解释。

  5. 科通集团Cadence Allegro基础培训. 共6期.

    不得不说,对于使用Cadence绘制PCB的工程师们,科通集团的这份培训PPT可谓价值不菲啊(基于Cadence 16.5)。PPT中除了含有Allegro的使用技巧外,还有很多有价值的关于PCB设计中应该注意的一些问题(如:BGA的十字扇出、散热考虑等)。

不得不说的设计经验

  1. 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)

  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)。

  3. 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。

    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。

    5V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)

    5V0

    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:

    1V2

    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!

  4. 相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。

    art03 art04

  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!

    AD

    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。

    SingleNode

  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。

    (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)

    (2) PCB封装绘制(确认原理图中的管脚是否有误)

    (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

    (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)

    (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)

    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)。

  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。

  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)

  9. 多板接插件的设计:

    (1) 使用排线连接:上下接口一致

    (2) 直插座:上下接口镜像对称,如下图

    mirror

  10. 模块连接信号的设计:

    (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)

    ModuleLines

    (2) 若2个模块放在PCB不同面,则管教序号小接小大接大

    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。

  11. 电源地回路的设计:

    PowerGround01

    上图的电源地回路面积大,容易受电磁干扰

    PowerGround02

    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。

  12. 无私奉献,自己学习使用Cadence绘制PCB板整理出来的62页的基础教程(下载链接),重在设计流程,页页皆心血,绝对实用,绝对够分量,一张目录截图如下:

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