高速pcb設(shè)計(jì)指南之八(doc23)-經(jīng)營(yíng)管理(參考版)
2024-08-18 15:16本頁(yè)面
【正文】 。 現(xiàn)在，自動(dòng)布線技術(shù)已極為普及。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。 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。 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。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。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。 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。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 )。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?，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。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。 中國(guó)最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者所有 ) 第 21 頁(yè) 共 23 頁(yè) 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。 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。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。盡管 45176。 某些高密度元件管腳交錯(cuò)，即使采用具 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。 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。 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 中國(guó)最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者所有 ) 第 20 頁(yè) 共 23 頁(yè) 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。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)。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。 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。 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。 電路板的外觀 以前的設(shè)計(jì)常常注意電路板的視覺(jué)效果，現(xiàn)在不一樣了。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。 中國(guó)最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者所有 ) 第 18 頁(yè) 共 23 頁(yè) 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)。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。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。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。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) 中國(guó)最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者所有 ) 第 17 頁(yè) 共 23 頁(yè) 生很多過(guò)孔。 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。所有的 EDA 廠商都會(huì)提供一種方法來(lái)控制這些參數(shù)。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。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。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。 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)的一個(gè)重要過(guò)程。 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)。進(jìn)行扇出設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到電路在線測(cè)試問(wèn)題。 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。這些路徑和區(qū)域?qū)υO(shè)計(jì)人員而言是顯而易見的，但自動(dòng)布線工具一次只會(huì)考慮一個(gè)信號(hào)，通過(guò)設(shè)置布線約束條件以及設(shè)定可布信號(hào)線的層，可以使布線工具能像設(shè)計(jì)師所設(shè)想的那樣完成布線。所定義的規(guī)則和約束條件會(huì)影響布局設(shè)計(jì)。 元件的布局 為最優(yōu)化裝配過(guò)程，可制造性設(shè)計(jì) (DFM)規(guī)則會(huì)對(duì)元件布局產(chǎn)生限制。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 中國(guó)最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者所有 ) 第 14 頁(yè) 共 23 頁(yè) 具的性能有很大影響。不同的信號(hào)線有不同的布線要求，要對(duì)所有特殊要求的信號(hào)線進(jìn)行分類，不同的設(shè)計(jì)分類也不一樣。 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。 在開始設(shè)計(jì)時(shí)最好采用較多的電路層并使敷銅均勻分布，以避免在設(shè)計(jì)臨近結(jié)束時(shí)才發(fā)現(xiàn)有少量信號(hào)不符合已定義的規(guī)則以及空間要求，從而被迫添加新層。 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。布線層的數(shù)量以及層疊 (stackup)方式會(huì)直接影響到印制線的布線和阻抗。 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。 現(xiàn)在市面上流行
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