布局规划-电源规划

电源评估原则:
1 分析单板电源总数与分布情况,优先关注分布范围大,及电流大于1A以上的电源。
 2对于电流<1A的电源可以采用走线层铺铜的方式处理。
3对于电流较大且分布较集中或者空间充足的情况下采用信号层铺铜的方式处理。

1. 常见DFx要求
2. 基于SI/PI的布局策略
3. 布局设计流程与实战
4. 答疑交流

常见的DFx要求

1 质量较大、体积较大的器件,一般设计在A面(Primary Side),且尽可能放置在板子中心
区域

2 B面(Secondary Side)主要放置一些阻容感等低矮小器件。

3 双面SMT时,整板对角线上正反面必须添加光学点

4 板上器件距离传送边5mm以上,当布局满足不了传送边的间距时,必须在板边添加至少5mm的辅助边/工艺边。

5 为了后续返修需要,BGA器件与同层其它器件间距推荐5mm以上(最少3mm)

6 电解电容极性方向不超过2个

DFM要求,及可布通率在布局时需要注意:
1 盘中孔设计时,布局时,空间上不需要特别预留打孔空间。
2 非盘中孔设计时,布局时,需留出打孔空间。

3 器件金属外壳与PCB接触区域向外延1.5mm区域内不能的空间。

4 需要外层走线时,布局时预留出足够的空间去走线
5 关键信号主通道上尽量不要布置器件,尤其不要布量布局时注意预留出足够

满足DFT要求,在布局时需要注意:

1 散热片及扣板下不要放置测试类的器件和灯。

2 不要在非器件面放置测试类器件和灯。

3 在测试类器件周围3毫米范围内尽量不要有高器件。

老师花了大量笔墨在介绍Mentor的工具，对于Allegro和AD只是简单的带了一下，尤其是Allegro，在同层次的公司中，占有率远高于Mentor的Xpedition，尤其是在中国，这个比例更高，不过这几年Mentor开始通过各种渠道，大力推广Xpedition。

一个典型的主机板可能包括了各种电路模块:
 时钟电路、开关电源、 处理器、存储电路、PCI总线单元、滤波电路、总线控制单元、 AD、DA转换电路、1/O接口电路。

高速PCB布局主要关注点

· 板材选择·叠层阻抗· 走线长度· 拓扑规划·电源通道

PCB的组成元素

焊盘:用于焊接元器件引脚的金属孔。

过孔:用于连接各层之间元器件引脚的金属孔。

安装孔:用于固定印刷电路板。
导线:用于连接元器件引脚的电气网络铜膜。
接插件:用于电路板之间连接的元器件。

填充:用于地线网络的敷铜,可以有效的减小阻抗。

3W原则：两根线中心距离为线宽的3倍，减少线间的干扰

20H原则：电源层相比GND层內缩20H，H指电源层到GND层之间的距离

布局设计子流程:模块布局→整体布局→叠层与阻抗→规则设置→模块扇出→布局评审

1. 模块布局
1 以模块内主芯片为核心,以原理图为基础,按照信号连接顺藤摸瓜的方式,把相关阻容等分立器件放在该芯片周围,内部器件摆放整齐、均匀

2 时钟电路放置
● 晶体和晶振与相关的IC器件靠近放置,距离≤1000Mil;
● 晶体的增益电容和相位电容放置在晶体与主芯片之间;

3 电源电路放置
 优先处理开关电源模块布局,并按器件资料要求设计。

4、 储能电容放在芯片周围,兼顾各电源管脚

5 由R、L、C组成的L型/π型滤波电路,靠近电源管脚放置。

6 串联电阻靠近源端放置,直线距离一般不超过300Mil;并联匹配电阻靠近接收端放置,直
线距离一般不超过300Mil;AC电容优先放置在接收端,直线距离小于500Mil。

整体布局：

1、接口模块摆放:采用“先防护后滤波”的思路摆放接口处的保护器件

按照信号流向将个接口模块电路靠近其所相应的接口摆放，使对外的信号走线尽量短。

2 核心芯片模块摆放
 DDR1/2一般按照T型拓扑摆放,匹配电阻放在T点处；

DDR3/4按照Fly-By方式摆放,末端匹配电阻根据出线的方向、靠近摆放在末端存储芯片周围,
匹配电阻与末端存储芯片布线长度≤500Mil。

3 电源模块摆放
远离易受干扰的电路,如ADC,DAC,RF,时钟等电路模块,发热量大的电源模块,需要拉大
与其它电路的距离,与其他模块的器件保持3mm以上的距离。

4 其它器件摆放
 JTAG接口及外部接口芯片靠近板边摆放,便于插拔,有特殊指定位置除外。

5 布局优化
通过飞线显示连接关系,根据信号流向图调整核心芯片的方向,优先保证关键信号(时钟线和高
速线,模拟/射频)顺畅，最短。

.叠层与阻抗
1 设计参数确认

2、层叠评估

3、阻抗计算

四、高速约束规则制定与设置

高速PCB有哪些规则；

板材、叠层、线宽、间距、线长、等长、回流、拓扑、过孔、载流、PDN

3W规则：

降低串扰的措施

1. 增加信号路径之间的间距;

2. 使耦合长度尽量短;

3. 在带状线层布线;

4. 用平面作为返回路径;

5. 减小信号路径的特性阻抗;

6. 使用介电常数较低的叠层;

7. 在封装和接插件中不要共用返回引脚;

8. 使用两端和整条线上有短路过孔的防护布线;

9. 降低信号上升/下降沿时间;

9电巢

规则设置
1. 层叠设置
· 根据《PCB加工工艺要求说明书》上的层叠信息,在PCB上进行对应的叠层设置。

2. 线宽规则设置
· 所有阻抗线线宽满足《PCB加工工艺要求说明书》中的阻抗信息。
· 电源/地线:线宽>=15Mil,Neck线宽不大于Pin宽。
· 整板过孔种类≤2,且过孔孔环≥4Mil,Via参数与《PCB Layout工艺参数》一致,板厚孔径比满
足板厂工艺能力。

电巢

3. 间距规则设置
· 根据《PCB Layout工艺参数》中的间距要求设置间距规则,时钟、复位等重要信号线间距至少
3W以上,差分线与其他信号线的距离≥20Mil。
· 此外,还应保证内外层导体到安装孔、定位孔、邮票孔、V-CUT、导轨、板边缘距离与《PCB
Layout工艺参数》一致,以免开短路。

中果