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高速PCB设计考虑的六个方面

更新时间:2022-08-24

对现代的电子元器件来说,PCB设计为是一个非常复杂且需深度研究的领域,不管是消费类产品还是工业级、军工级产品都是一样,CPU或者FPGA等关键器件都是我们集中研究的对象。然而,我们现在不正确的、规范的设计电路板,那有可能会在后期出现很多问题,因此我们更应该用心关注现代PCB设计,主要通过以下几个方面来进行设计:


PCB叠层 - 整个PCB的基石,它定义了PCB内的层数(层越多,成本越高),同时可以在所需的层上建立特征阻抗。这与工程中的许多事情一样,在制造工艺和层数之间进行权衡,以实现可靠性,良率和成本目标。

过孔类型 - 通过层和器件之间的互连,主要有以下不同的类型,通孔,埋孔,盲孔(这些类型主要用于单层,多层等)。最好的设计可以最大限度地减少不同类型的通孔,与PCB供应商进行沟通以至于确保你的通孔类型在其功能范围内也很重要。您还需要确保不同通孔类型的电流承载能力,以确保您的电路可以通过的高电流路径。

设计规则 - 这些设计规则主要有以下约束,即器件布局,串扰预算,层分配,长度匹配/运行时间分析等。它还包括制造规则的设计,以确保设计出来的文件是符合制造要求的,例如过孔之间的间距是正确的。

布局布线规划 - 在您开始验证信号和电源完整性之前,您必须首先确保您可以在高密度器件上布局并布完所有信号线。这和PCB板的堆叠有很大的关系,例如,如果你使用埋盲孔(可能的话),这些是需要规划多少层来布局布线。一旦为PCB定义了层数,你就可以根据事先规划好的走线层来进行布线,最终确保我们的规划是正确的。

信号完整性 - 良好的PCB设计最常考虑的方面主要考虑信号上升和下降时间,布线长度和特性阻抗,驱动能力以及驱动器和终端的转换速率等方面的问题。为了确保最佳性能,SI模拟将在PCB布局和布局后进行,除了SI方面的仿真外,您还需要考虑的是串扰预算。

电源完整性 - 高性能器件,尤其是现代FPGA和ASIC,在低电压下可能需要大电流等问题。这些都归根结底的是电源完整性的范畴,通过对信号完整性的仿真,要确保配电网络的直流和交流性能等。

当然,除了上面所列出来的知识点,但也提过了一个很好的起点。还有很多其他需要注意的设计规范,经过不断的完善PCB设计中的相关问题,还是可以设计出比较有水平的作品。



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