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高速PCB设计中,这7个问题需谨慎考虑

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高速PCB设计中,这7个问题需谨慎考虑

2021-10-28 22:13:07

虽然现在的EDA工具非常强大,但随着PCB尺寸要求越来越小,器件密度越来越高,PCB设计的难度并不小。特别是在高速PCB设计中,大家需要考虑的问题更多。


1、PCB叠层


这是整个PCB的基石,它定义了PCB内的层数(层越多,成本越高),同时可以在所需的层上建立特征阻抗。这与工程中的许多事情一样,在制造工艺和层数之间进行权衡,以实现可靠性,良率和成本目标。


2、过孔类型


通过层和器件之间的互连,主要有以下不同的类型,通孔,埋孔,盲孔(这些类型主要用于单层,多层等)。好的设计可以大限度地减少不同类型的通孔,与PCB供应商进行沟通以至于确保你的通孔类型在其功能范围内也很重要。此外,你还需要确保不同通孔类型的电流承载能力,以确保你的电路可以通过的高电流路径。


3、设计规则


这些设计规则主要有以下约束,即器件布局,串扰预算,层分配,长度匹配/运行时间分析等。它还包括制造规则的设计,以确保设计出来的文件是符合制造要求的,例如过孔之间的间距是正确的。


4、布局布线规划


在你开始验证信号和电源完整性之前,你必须首先确保你可以在高密度器件上布局并布完所有信号线。这和PCB板的堆叠有很大的关系,例如,如果你使用埋盲孔(可能的话),这些是需要规划多少层来布局布线。一旦为PCB定义了层数,你就可以根据事先规划好的走线层来进行布线,确保我们的规划是正确的。


5、热噪声


热噪声又称为热分析。系统高速工作时,器件会产生大量的热量,由于元器件排列布局紧密,会导致热量难以发散出去。因此,在设计PCB时,必须考虑到散热、元件布局、是否加装散热器、预留散热空间等问题。


6、信号完整性


良好的PCB设计常考虑的方面主要考虑信号上升和下降时间,布线长度和特性阻抗,驱动能力以及驱动器和终端的转换速率等方面的问题。为了确保性能,SI模拟将在PCB布局和布局后进行,除了SI方面的仿真外,你还需要考虑的是串扰预算。


7、电源完整性


高性能器件,尤其是现代FPGA和ASIC,在低电压下可能需要大电流等问题。这些都归根结底的是电源完整性的范畴,通过对信号完整性的仿真,要确保配电网络的直流和交流性能等。



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