使用PCB参考设计的最佳实践

有些设计师喜欢参考设计，有些设计师讨厌参考设计。无论您对参考设计有何看法，最好的元件公司都会发布其新产品和旧产品的参考设计，以向设计人员展示元件的示例应用。一些参考设计质量非常高，可以很容易地适应生产级系统。有些参考设计仅适用于BOM和方框图，让您围绕元件进行大部分工程设计。半导体供应商发布参考设计的主要原因在于这是一种营销形式，并且可能会让您为产品锁死特定元件。

如果您是OEM、设计公司或小型初创公司，这些都是需要考虑的重点。参考设计似乎是获得数百万美元产品的捷径，但残酷的事实是，它们仍然需要围绕参考设计中的主要元件进行大量工程设计。初创公司特别容易受参考设计所蛊惑；请务必仔细考虑，不要因为在参考设计中看到示例产品就被锁死在特定元件和支持的芯片组中。如果您是新手设计师或初创公司，并且想知道参考设计是否适合自己的下一个项目，请遵循这些最佳实践，以免参考设计出现任何错误。

如何使用参考设计

有多种方法可以为PCB项目寻找和使用参考设计。创建参考设计是为了展示特定元件，或者展示一系列元件将如何用于特定应用。这些设计通常包括以下项目：

• 框图、BOM和原理图：这是参考设计中最重要的部分，因为它向您展示了主要元件的连接方式，以及特定应用还需要哪些其他元件。
• PCB布局文件：并非所有的参考设计都包含PCB布局，但那些包含PCB布局的参考设计可能在某一刻作为演示产品进行制造和测试。
• 设计库：参考设计将包括库，其中附带适用于设计中元件的符号和封装。
• 制造文件：您可能会在一组参考设计文件中找到Gerber或其他制造文件。
• 固件或应用支持：如果产品需要固件、嵌入式应用、桌面/移动应用或某些开发库，您可能会在参考设计中全部找到。
• 实体试用产品：有些公司将其试用产品用作参考设计。尽管对于半导体供应商来说亏损严重，但这些都是围绕参考设计开发应用的绝佳工具，或者简单地测试主要元件功能。

并非所有参考设计都包含上述列表中的所有内容。有些只是原理图，甚至可能没有元件库来支持参考设计的实现。一些半导体供应商不提供支持；情况各不相同，如果您选择使用参考设计，就应该调查自己将获得什么级别的支持。

我的公司经常与初创公司合作开发第1代产品，并且我们努力使产品做好优化准备，为批量生产做准备。每当我的团队需要构建一种新型应用，或者我们正在使用从未用过的元件时，我都会了解是否存在该元件或系统的参考设计。至少，它可以为我提供一份支持研究中的主要元件所需的材料清单。在最好的情况下，它可以极大地降低新产品设计的风险，因为我们知道电路/系统级设计是正确的，并且半导体公司可以为此提供保证。

目标不是简单地将参考设计复制到新系统中。对我来说，它只是减少了定位系统中主要元件所需的研究时间：我可以快速了解系统中涉及的主要元件，并且很好地了解它们如何在高级别上相互适应。原理图中总有一些额外的设计要求，但参考设计仍然很好地说明了这些额外功能将如何融入设计。

参考设计的PCB设计审核流程

如果参考设计足够好，并且很好地说明如何快速围绕几个主要元件进行工程设计，那么我很可能会在设计中使用它们，元件制造商也赢得了我们的业务。获得设计文件后，在将参考设计的部分合并到自定义设计之前，您应该执行一些任务。

检查是否有过时/不建议使用的元件

如果您下载较旧的参考设计，则该设计可能包含不建议使用或已过时的元件。务必仔细检查设计并检查这些元件中的任何一个，并使用新零件更新设计。PCB设计软件中的供应链工具应向您显示哪些元件不建议使用、过时或不可采购。

检查所有元件符号和封装

更换过时的元件后，应检查其余元件是否存在任何错误。参考设计由大型元件制造商创建而成，并不意味着这些库没有不正确的库数据。我见过来自主要元件制造商的参考设计，其中包含许多错误的符号和封装。应检查所有符号和封装以确保封装与设计中的零件号相匹配。

保持原理图井然有序

如果要向参考设计添加更多功能，则应尽量保留原理图。这可能涉及将电路块从参考设计中分离到不同的工作表或构建分层原理图。我更喜欢将参考部分保留在自身的表格中，并将较新的电路部分保留在自身的表格中。前端的一些工作可以帮助您识别设计中的错误并将其追溯到参考与自定义设计文件。

尽可能通过仿真评估设计

如果可能，通过仿真评估设计的功能。在原理图中这样做已经足够，因为无论如何，您最终都可能会使用完全不同的布局。执行此操作的一种方法是分块：我将使用SPICE仿真查看设计中的特定块，并确保它们产生我期望的电气行为。

您可能不应该在参考设计中使用布局的原因

我更喜欢使用原理图和BOM的参考设计，但仅此而已。我不建议采用PCB布局并尝试使其适应您自己的设计。您当然可以查看布局以获得一些关于如何排列元件的想法，并且您可以在参考PCB和新PCB之间复制一些电路块，但可能仅此而已。

以下是我不建议在参考设计中使用PCB布局的原因：

• 外形尺寸：PCB布局可能无法满足您的外形尺寸要求，并且可能无法容纳不属于原始参考设计的其他关键元件的布置。
• SI/PI：PCB布局中可能存在一些信号完整性、电源完整性和EMI问题。EMI/EMC中的一些知名人士回避应用注释和参考设计正是出于这个原因：元件制造商不是电路板设计者，并且可能会提出会在系统中造成问题的建议。
• 测试：可能无法得知设计是否经过测试以及应用何种级别的测试。这是应仔细审核参考设计中布局的主要原因。
• FCC、UL或其他认证：如果您正在开发任何需要某种测试和认证的内容，您将无法保证参考设计中的PCB布局将获得认证。

有时，参考设计中的PCB布局非常混乱。虽然它可能在功能级别上起作用，但布局通常只是作为示例创建而成，并且需要重大更改才能为生产级系统做好准备。

如需查找参考设计，跳至您最喜欢的搜索引擎并开始搜索应用即可。您可能会找到来自不同元件公司的多个选项。设计可以是任何格式，但Altium Designer®中的转换工具可支持您采用任何参考设计并开始新项目。元件工具还可以帮助您使用经验证的符号和封装，在设计中查找和放置新零件。

当设计完成并准备将文件递交给制造商时，Altium 365™平台可以轻松地协作并共享您的项目。我们仅仅触及了在Altium 365上使用Altium Designer可能实现的功能的皮毛。请查看产品页面或点播网络研讨会，以获取更为深入的功能描述。