高速pcb設(shè)計(jì)指南之八(文件)
【正文】 CB 設(shè)計(jì)； *IC 硅基芯片直接粘接在內(nèi)部的小 PCB 上 (沒(méi)有綁定線 )； *電源和地成對(duì)并列相鄰出現(xiàn) (避免電源和地出現(xiàn)在芯片的邊角位置，如 74 系列邏輯電路 )； *多個(gè)電源和地管腳成對(duì)配置； *信號(hào)返回管腳 (比如地腳 )與信號(hào)管腳之間均勻分布； *類似于時(shí)鐘這樣的關(guān)鍵信號(hào)配置專門的信號(hào)返回管腳； *采用可能的最低驅(qū)動(dòng)電壓 (Vcc)，如相對(duì)于 5V 來(lái)說(shuō)可以采用，或者使用低電壓差分邏輯 (LVDS)； *在 IC 封裝內(nèi)部使用了高頻去耦電容； *在硅基芯片上或者是 IC 封轉(zhuǎn)內(nèi)部對(duì)輸入和輸出信號(hào)實(shí)施終端匹配； *輸出信號(hào)的斜率受控制。通過(guò)連接到頻譜分析儀或?qū)拵静ㄆ魃系慕鼒?chǎng)磁環(huán)路探針可以容易地測(cè)試電路板的電磁發(fā)射。為了解決設(shè)計(jì)上的困難，加快產(chǎn)品的上市，現(xiàn)在很多廠家傾向于采用專用 EDA 工具來(lái)實(shí)現(xiàn) PCB 的設(shè)計(jì)。 確定 PCB 的層數(shù) 電路板尺寸和布線層數(shù)需要在設(shè)計(jì)初期確定。 多年來(lái)，人們總是認(rèn)為電路板層數(shù)越少成本就越低，但是影響電路板的制造成本還有許多其他因素。 設(shè)計(jì)規(guī)則和限制 自動(dòng)布線工具本身并不知道應(yīng)該做些什么。規(guī)則涉及印制線寬度、過(guò)孔的最大數(shù)量、平行度、信號(hào)線之間的相互影響以及層的限制，這些規(guī)則對(duì)布線工 具的性能有很大影響。所定義的規(guī)則和約束條件會(huì)影響布局設(shè)計(jì)。 為了使自動(dòng)布線工具效率最高，一定要盡可能使用最大的過(guò)孔尺寸和印制線，間隔設(shè)置為 50mil 較為理想。 經(jīng)過(guò)慎重考慮和預(yù)測(cè)，電路在線測(cè)試的設(shè)計(jì)可在設(shè)計(jì)初期進(jìn)行，在 生產(chǎn)過(guò)程后期實(shí)現(xiàn)，根據(jù)布線路徑和電路在線測(cè)試來(lái)確定過(guò)孔扇出類型，電源和接地也會(huì)影響到布線和扇出設(shè)計(jì)。如圖 2a 和圖 2b 所示，通過(guò)對(duì)挑選出的網(wǎng)絡(luò) ()進(jìn)行手動(dòng)布線并加以固定，可以形成自動(dòng)布線時(shí)可依據(jù)的路徑。檢查通過(guò)后，將這些線固定，然后開始對(duì)其余信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)布線。 應(yīng)該采用通用規(guī)則來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)布線。在一部分設(shè)計(jì)完成以后，將其固定下來(lái)，以防止受到后邊布線過(guò)程的影響。但隨之而來(lái)的是很多信號(hào)布線需要手動(dòng)干預(yù)。 布線的整理 如果你所使用的 EDA工具軟件能夠列出信號(hào)的布線長(zhǎng)度，檢查這些數(shù)據(jù)，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些約束條件很少的信號(hào)布線的長(zhǎng)度很長(zhǎng)。 電路板的外觀 以前的設(shè)計(jì)常常注意電路板的視覺效果，現(xiàn)在不一樣了。 自動(dòng)布局和自由角度布線等軟件技術(shù)已漸漸成為解決這類高度一體化問(wèn)題的重要方法，利用此類軟件能在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)設(shè)計(jì)出可制造的電路板。例如，在幾年前，一般的電路板僅需 6 個(gè)差分對(duì)來(lái)進(jìn)行布線，而現(xiàn)在則需 600 對(duì)。 自由角度布線 隨著單片器件上集成的功能越來(lái)越多，其輸出管腳數(shù)目也大大增加，但其封裝尺寸并沒(méi)隨之?dāng)U大。 某些高密度元件管腳交錯(cuò)，即使采用具 45176。的線段進(jìn)行完美的處理，但自由角度布線 工具具有更大的靈活性，并能最大程度提高布線密度。 高密度器件 最新的高密度系統(tǒng)級(jí)芯片采用 BGA 或 COB 封裝，管腳間距日益減小?，F(xiàn)代的布線技術(shù)也要求能自動(dòng)地應(yīng)用這些約束條件。采用等離子蝕刻法在路徑寬度內(nèi)添加一個(gè)新孔不會(huì)導(dǎo)致底板本身或制造成本的增加，因?yàn)閷?duì)等離子蝕刻法而言，制作一千個(gè)孔的成本與制作一個(gè)孔的成本一樣低廉 (這與激光鉆孔法大不一樣 )。但是元件順序放置會(huì)產(chǎn)生這樣一個(gè)問(wèn)題，即 每當(dāng)放置一個(gè)新元件后，板上每個(gè)元件的最佳位置都會(huì)發(fā)生改變。 同順序算法技術(shù)相比，并行布局技術(shù)能實(shí)現(xiàn)更好的自動(dòng)布局效果。此過(guò)程也能告知：此板是否具備可制造性？ 將來(lái)，諸如在兩個(gè)不同層上采用陰影差分對(duì)的設(shè)計(jì)方法將會(huì)變得日益重要，布線工具也必須能處理這種設(shè)計(jì)，而且信號(hào)速率也將會(huì)繼續(xù)提高。 。 現(xiàn)在，自動(dòng)布線技術(shù)已極為普及。 三 維布局 3D 工具針對(duì)目前應(yīng)用日益廣泛的異形和定形板進(jìn)行布局布線。盡管目前的布局工具對(duì)依次布局的元件數(shù)沒(méi)什么限制，但是某些工程師認(rèn)為布局工具用于依次布局時(shí)實(shí)際上是受到限制的，這個(gè)限制大約為 500 個(gè)元件。 元件密度的不斷增加也對(duì)布局設(shè)計(jì)產(chǎn)生了某些影響。同時(shí)也意味著在成本不變的情況下，可以增加一些接地層和電源層來(lái)提高信號(hào)完整性和 EMC 性能。目前有兩種方法可解決這個(gè)問(wèn)題：一是通過(guò)球下面的孔將信號(hào)線從下層引出；二是采用極細(xì)布線和自由角度布線在球柵陣列中找出一條引線通道。 盡管自由角度設(shè)計(jì)具有可制造性，并且性能良好，但是這種設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致主板看起來(lái)不如以前的設(shè)計(jì)美觀。盡管 45176。同時(shí)產(chǎn)品尺寸的總體減小也意味著用于布局布線的空間也大大減小了。 盡管與幾年前相比，當(dāng)今設(shè)計(jì)中的節(jié)點(diǎn) ()數(shù)目沒(méi)有大的改變，只是硅片復(fù)雜性有所增加，但是設(shè)計(jì)中重要節(jié)點(diǎn)的比例大大 增加了。因此，現(xiàn)在要求布局布線工具具有自動(dòng)布線功能，以快速響應(yīng)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提出的要求 。 在早期的電路 板設(shè)計(jì)工具中，布局有專門的布局軟件，布線也有專門的布線軟件，兩者之間沒(méi)什么聯(lián)系。在整理過(guò)程中，你需要判斷出哪些布線合理，哪些布線不合理。但是當(dāng)自動(dòng)布線工具未完成全部信號(hào)布線時(shí)，就需對(duì)余下的信號(hào)進(jìn)行手動(dòng)布線。布線次數(shù)取決于電路的復(fù)雜性和你所定義的通用規(guī)則的多少。如果對(duì)自動(dòng)布線工具所用的層和所布過(guò)孔的數(shù)量不加限制，自動(dòng)布線時(shí)將會(huì)使用到每一層，而且將會(huì)產(chǎn)生很多過(guò)孔。所有的 EDA廠商都會(huì)提供一種方法來(lái)控制這些參數(shù)。關(guān)鍵信號(hào)通常必須通過(guò)精心的電路設(shè)計(jì)才能達(dá)到期望的性能。 手動(dòng)布線以及關(guān)鍵信號(hào)的處理 盡管本文主要論述自動(dòng)布線問(wèn)題，但手動(dòng)布線在現(xiàn)在和將來(lái)都是印刷電路板設(shè)計(jì)的一
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