PCB的不得不說的設計經驗

1、如果設計的電路系統中包含FPGA器件,則在繪製原理圖前必需使用Quartus II軟件對管腳分配進行驗證。(FPGA中某些特殊的管腳是不能用作普通IO的)

2、4層板從上到下依次為:信號平面層、地、電源、信號平面層;6層板從上到下依次為:信號平面層、地、信號內電層、信號內電層、電源、信號平面層。6層以上板(優點是:防干擾輻射),優先選擇內電層走線,走不開選擇平面層,禁止從地或電源層走線(原因:會分割電源層,產生寄生效應)。

3、多電源系統的佈線:如FPGA+DSP系統做6層板,一般至少會有3.3V+1.2V+1.8V+5V。

3.3V一般是主電源,直接鋪電源層,通過過孔很容易布通全局電源網絡。

5V一般可能是電源輸入,只需要在一小塊區域內鋪銅。且儘量粗(你問我該多粗——能多粗就多粗,越粗越好)

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1.2V和1.8V是內核電源(如果直接採用線連的方式會在面臨BGA器件時遇到很大困難),佈局時儘量將1.2V與1.8V分開,並讓1.2V或1.8V內相連的元件佈局在緊湊的區域,使用銅皮的方式連接,如下圖:

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總之,因為電源網絡遍佈整個PCB,如果採用走線的方式會很複雜而且會繞很遠,使用鋪銅皮的方法是一種很好的選擇!

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5、模擬數字要隔離,怎麼個隔離法?佈局時將用於模擬信號的器件與數字信號的器件分開,然後從AD芯片中間一刀切!

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模擬信號鋪模擬地,模擬地/模擬電源與數字電源通過電感/磁珠單點連接。

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6、基於PCB設計軟件的PCB設計也可看做是一種軟件開發過程,軟件工程最注重“迭代開發”的思想,我覺得PCB設計中也可以引入該思想,減少PCB錯誤的概率。

(1) 原理圖檢查,尤其注意器件的電源和地(電源和地是系統的血脈,不能有絲毫疏忽)

(2) PCB封裝繪製(確認原理圖中的管腳是否有誤)

(3) PCB封裝尺寸逐一確認後,添加驗證標籤,添加到本次設計封裝庫

(4) 導入網表,邊佈局邊調整原理圖中信號順序(佈局後不能再使用OrCAD的元件自動編號功能)

(5) 手工佈線(邊布邊檢查電源地網絡,前面說過:電源網絡使用鋪銅方式,所以少用走線)

總之,PCB設計中的指導思想就是邊繪製封裝佈局佈線邊反饋修正原理圖(從信號連接的正確性、信號走線的方便性考慮)。

7、晶振離芯片儘量近,且晶振下儘量不走線,鋪地網絡銅皮。多處使用的時鐘使用樹形時鐘樹方式佈線。

8、連接器上信號的排布對佈線的難易程度影響較大,因此要邊佈線邊調整原理圖上的信號(但千萬不能重新對元器件編號)

9、多板接插件的設計:

(1) 使用排線連接:上下接口一致

(2) 直插座:上下接口鏡像對稱,如下圖

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10、模塊連接信號的設計:

(1) 若2個模塊放置在PCB同一面,如下:管教序號大接小小接大(鏡像連接信號)

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(2) 若2個模塊放在PCB不同面,則管教序號小接小大接大

這樣做能放置信號像上面的右圖一樣交叉。當然,上面的方法不是定則,我總是說,凡事隨需而變(這個只能自己領悟),只不過在很多情況下按這種方式設計很管用罷了。

11、電源地迴路的設計:

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上圖的電源地迴路面積大,容易受電磁干擾

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上圖通過改進——電源與地線靠近走線,減小了迴路面積,降低了電磁干擾(679/12.8,約54倍)。因此,電源與地儘量應該靠近走線!而信號線之間則應該儘量避免並行走線,降低信號之間的互感效應。


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