PCB布局

高质量的PCB布局要求在元器件放置时,要能实现紧密布线,确保将EMI控制在较低水平,同时还要满足机械约束条件。浏览我们的资源库,学习PCB成功布局的策略。

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Pi.MX8_第五章 Pi.MX8 项目 - 板布局第3部分 1 min Altium Designer Projects PCB设计 PCB设计 PCB设计 欢迎来到Pi.MX8开源计算机模块项目的新一期!在这个系列中,我们将深入探讨基于NXP的i.MX8M plus处理器的系统模块的设计和测试。 在 上一次更新中,我们完成了布局准备。这包括创建阻抗配置文件,根据板材制造商的规格添加设计规则,并定义应用特殊设计规则的区域。我们还完成了LPDDR4接口的布线,但暂时没有进行长度调整。 在我们开始对DRAM接口进行长度调整之前,我们将查看Pi.MX8模块上其余接口的布线。板上有很多高速和低速总线,其中一些是占用大量布线空间的宽并行总线。为了给每个接口分配足够的空间,我们将首先为模块上的每个布线层创建一个粗略的平面图。 布线规划 路由计划将帮助我们确定如何在可用的信号层中分配所有高速和低速接口。通过提前设置一个大致指南,我们可以确保在当前工作的层上有足够的路由空间。这也有助于我们最小化层之间的转换,并减少在路由过程中需要重做的工作量。 设置布局规划有几种方法,主要取决于可用的工具。我们只需要一个基本的绘图工具,允许我们在现有图像上进行草图绘制。在这个例子中,我们将使用Inkscape。 在Inkscape中,我们可以添加一个背景图像,显示组件放置和以彩色气线形式展示的未路由接口。注意,这个截图中隐藏了电源网络,因为我们将只关注将在信号层上路由的网络。在原理图中,我们在每个电源网络上放置了一个网络类指令,通过简单地在布局编辑器中启用或隐藏相关的网络类,就可以轻松识别哪些网络在平面层上被路由。 对于实际的布线,我们只需在Inkscape中添加线条来代表我们想要在相应层上布线的接口。我们可以调整这些线条的宽度,以表示接口中将要布线的信号数量。线条的颜色可以从背景图像中选择,以便更容易识别正在表示的接口。 由于层间转换也需要在所有层上分配空间,我们可以在每条线的末端添加一个块来详细说明层间转换。 在Inkscape中使用Altium Designer截图作为背景图像进行布局规划 一旦我们对每个布线层重复上述过程,我们就可以开始实际的布线过程了。 顶层布线 有了布线策略后,让我们开始在顶层布线接口。由于我们已经完成了顶层组件的风扇出线布线,我们可以使用所有剩余空间进行信号布线。剩下的空间不多,但我们所拥有的还是可以通过在不会干扰到内层布线的区域策略性地放置过孔来使得内层信号层的布线更加容易。这是提前规划布局的另一个好处,否则这些区域在这个阶段不会被定义。 顶层对PiMX8模块的布线 在顶层放置走线时,我们还应该考虑到我们需要一些空间来添加如定位点或标签等特征在顶层。激光蚀刻的数据矩阵码也可能需要一个纯铜区域或一个没有走线的区域来提供均匀的对比度,意味着这些区域不能用于布线。 内层信号层布线 大多数连接将放置在我们在层堆栈管理器中定义的两个内部信号层上。让我们开始布线所有高速同步接口。在我们的案例中,这些接口可能包括MIPI-CSI、MIPI-DSI和LVDS接口。这些接口都使用低压差分信号,并且都带有一个专用的时钟线和至少两条数据线。它们需要大量的布线空间,因为每条数据线的长度必须在一定的时间范围内与时钟线匹配。匹配多个差分对的长度可能需要很多空间,因为很可能接口内的一个或多个对会引入必须考虑的显著延迟。通过首先布线这些接口,我们可以确保稍后进行长度调整时有足够的空间。 阅读文章
PCB布局复制文章 PCB布局复制:测试夹具的完美工具 1 min Blog PCB设计 PCB设计 PCB设计 Altium Designer 24 的“布局复制”功能代表了您所期望的优秀设计工具的一切;它接管了那些对任务至关重要且执行起来又枯燥乏味的任务。任何为一系列小型PCB布置生产测试装置的人都知道,这就像在精确度需求和重复放置及布线电路多次之间走钢丝。 想象一下,如果不必重复布置相同的电路,您可以节省下所有的时间……对于面对枯燥布局的新手工程师来说,这样的工具可以防止许多错误——特别是在那些漫长、乏味的日子里,午餐似乎过于放纵时。而当最终结果展现出一系列完美匹配的电路时,一旦项目结束,您可以满意地反思这是一个令人满意的画面。 布局复制只需要几次点击,而且可以在不阅读 Altium文档的情况下迅速实施。更重要的是,软件包括一个“预览”窗格,用于显示输出,以消除在实施新功能时常用的试错方法的需要。 因此,如果您困惑于为什么特定的通孔没有在预览窗格中显示,尝试调整选项,直到一切在预览中呈现出来。
一个精明的Altium用户可能会想知道,在复制完成后,如果需要对所有设计块的布局进行小的调整会发生什么。虽然布局复制非常容易使用,但它不保留过去设计块复制的任何设置/记忆/链接。这意味着您必须从头开始再次运行工具,以复制任何调整。一些更改只需要几次点击就可以应用到所有块,而其他更改可能需要手动调整才能做得恰到好处。 已经有旨在帮助重复模块化设计的工具和技术,这些工具和技术将保留设置和链接,以简化更新过去布局的过程。例如,Altium的多通道设计功能有效地捕获了原理图并管理了整个阵列的连接。 通过将这些通道指定为房间,您可以轻松地在多个区域复制布局和格式。这些选项对于熟悉设置房间、定义其规则并实施它们的经验丰富的Altium用户特别有益。 然而,重建测试夹具阵列的布局任务并不总是由经验丰富的Altium用户来承担。更多时候,这项任务落在了负责将单一电路转换成基于主管工程师设计的阵列的新手身上。这就是布局复制发光发热的地方。无需设置规则、考虑DRC违规或执行ECO,它简化了过程,为新工程师提供了足够的挑战,增强了他们的信心,而不会让他们因重复任务而感到不堪重负。 简而言之,PCB布局复制是一个直接的自动化工具,将一项曾经琐碎的任务变成了简单的复制粘贴操作。
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为什么未来的电子设计可能基于芯片组 为什么未来的电子设计可能基于芯片组 1 min Blog 在半导体行业不断演变的格局中,正发生着从传统的单片芯片架构向更模块化、基于芯片组的设计的转变。这种转变不仅仅是制造技术上的改变。它代表了电子行业在概念化、设计和交付驱动现代世界的电子组件方面的一次重大进化。基于芯片组的架构正成为创新的驱动力,为在摩尔定律后的时代继续指数级增长的计算性能提供了一个有希望的途径。 理解芯片组 在本质上, 芯片组是小型的、独立制造的半导体组件,当它们在单一封装内组合使用时,能够协同工作,表现为传统的单一芯片。这种分解允许达到以前在单片设计中无法实现的多样性和定制性。通过将这些芯片组视为构建块,设计师可以创建高度定制的系统,以满足特定的性能标准。 技术优势:芯片组最引人注目的优势之一是它们能够绕过传统芯片制造面临的一些限制,特别是随着半导体行业逐渐接近基于硅技术的物理限制。芯片组提供了一条前进的道路,允许通过非仅仅是晶体管缩放的其他方式继续性能改进。 芯片组使系统能够更具可扩展性和灵活性,适应快速的技术进步,而无需对整个芯片进行完全重新设计。此外,基于芯片组的系统的性能潜力可能会显著提高,因为每个芯片组可以使用最适合其功能的工艺制造,而不是一种适合单片芯片所有部分的妥协方案。 成本效率:在半导体制造中,经济因素与技术因素同样重要。尤其是在技术前沿,单片芯片的开发充满了高成本和与产量损失相关的巨大风险。使用更先进工艺制造的大型单片硅芯片,对于给定的缺陷计数可能有更低的产量;芯片组方法将缺陷分散到更多的芯片组上,从而提高了每个晶圆的产量。 芯片组采用背后的驱动力 摩尔定律及其局限性:半导体行业长期以来一直受到摩尔定律的指导,即芯片上的晶体管数量大约每两年翻一番,带来定期的性能改进。然而,由于技术和经济障碍,这种规模的扩展速度正在放缓,行业被迫寻找增长的替代途径。芯片组技术作为一个有力的解决方案出现,提供了通过架构创新而不是依赖摩尔定律的永久性来继续性能提升的可行路径。 复杂性和专业化:从人工智能(AI)和大数据分析到高性能计算和物联网(IoT)等所有领域,对更复杂和专业化的处理能力的需求正在增长。芯片组架构通过使专门的处理单元优化以执行特定任务的组合成为可能,满足了这一需求,结果是更强大和更节能的系统。 供应链和制造灵活性:全球半导体供应链越来越容易受到 地缘政治紧张、贸易争端和像大流行这样的意外事件的干扰。芯片组架构可以通过启用更灵活和弹性的制造策略来缓解其中一些风险。由于芯片组可以由不同的供应商和地点生产和采购,制造商可以减轻局部中断的影响,确保关键组件的供应更加稳定。 芯片组架构和集成挑战 设计与集成:芯片组的承诺伴随着重大的设计和集成挑战。从不同的组件创建一个统一的系统需要复杂的互连技术和方法论。这些互连必须支持高带宽和低延迟,以允许芯片组有效地通信,尽可能地匹配单片芯片的性能。 测试和可靠性:确保基于芯片组系统的可靠性和性能增加了测试过程的复杂性层次。每个芯片组及其互连都必须经过严格测试,以满足质量和可靠性标准,以确保最终组装的芯片组包装在所有条件下按预期工作。 生态系统和标准发展:芯片组技术的广泛采用将需要开发一个强大的生态系统,包括设计、通信和集成的通用标准。建立这些标准对于不同制造商之间芯片组的一致互操作性至关重要,这将促进创新并通过规模经济降低成本。 现实世界中的芯片组示例 以下是几个实现芯片组技术潜力的高调示例。 AMD Ryzen 阅读文章