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Tecnologia PCB
Migliori tecniche di instradamento ad alta velocità di schede PCB
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Migliori tecniche di instradamento ad alta velocità di schede PCB

Migliori tecniche di instradamento ad alta velocità di schede PCB

2021-11-11
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Author:Downs

The circuit boards design also require extra effort when laying out high-speed circuits. Le reti sensibili devono essere instradate secondo specifiche regole ad alta velocità e molti altri requisiti di progettazione ad alta velocità che devono essere rispettati. These include everything from the organization of the schematic to the placement of components. Studieremo tutti questi quando discuteremo della tecnologia di routing ad alta velocità per aiutarti a completare il traguardo del tuo prossimo progetto PCB.

Considerazioni di progettazione ad alta velocità prima Layout PCB

Compared to those used on standard circuit boards, cablare correttamente circuiti ad alta velocità richiede più preparazione. While balancing the usual manufacturing and assembly requirements of circuit boards, percorsi del segnale, controlled impedance routing, e l'IME deve essere considerato nei progetti ad alta velocità. It is essential to start preparing before the layout even starts to keep all these needs in order:

Schema: Per aiutare il cablaggio ad alta velocità, la prima cosa che puoi fare è iniziare con uno schema pulito. Nel processoo di layout PCB, ci dovrebbe essere un flusso logico del circuito ad alta velocità facile da seguire. Eventuali istruzioni devono essere comunicate anche al personale addetto al layout per evitare qualsiasi confusione in futuro.

pcb board

Impilazione di strati: Il cablaggio ad alta velocità richiede solitamente la configurazione dello strato stripline o microstrip. Questo fornisce uno strato di schermatura per il routing sensibile della traccia, che aiuta a prevenire problemi EMI e a mantenere l'integrità del segnale del circuito. Prima di iniziare il layout, è necessario raggiungere un accordo con il produttore del contratto PCB sull'impilamento per fornire una base di lavoro e garantire la fabbricabilità del circuito stampato.

Design rules: In addition to the standard trace width and spacing rules, ci sarà anche una nuova serie di regole e vincoli di progettazione ad alta velocità. These will include specific network types, coppie differenziali, trace length and topology, e regole di instradamento controllate dall'impedenza. There may also be specific requirements for blind and buried vias, micro vias e altre restrizioni ad alta velocità.

Una volta selezionati questi elementi dall'elenco delle cose da fare, è possibile avviare il layout PCB.

Layout and routing techniques for high-speed PCB design

Sebbene ci siano molte tecnologie di cablaggio ad alta velocità da discutere, il primo argomento da discutere è il posizionamento dei componenti. Un buon cablaggio inizia con un buon layout dei componenti, indipendentemente dal fatto che il circuito stampato sia progettato per l'alta velocità o meno.

Posizionamento dei componenti

Utilizzare metodi standard di posizionamento dei componenti, a partire dai connettori e dai dispositivi di memoria e CPU di grandi dimensioni. Per ottenere il miglior percorso del segnale continuando a posizionare le parti, seguire il flusso logico dello schema. Molti dei dispositivi CPU e memoria più importanti richiederanno un gran numero di condensatori bypass, quindi assicuratevi di posizionarli immediatamente, altrimenti potrebbe non esserci abbastanza spazio per posizionarli in futuro. Durante il posizionamento, ricorda di riservare spazio per l'instradamento di canali e vias nell'intero stack della scheda. Oltre ai requisiti ad alta velocità, ricorda che il tuo posizionamento deve ancora rispettare le regole di progettazione per la fabbricabilità (DFM) e considera i requisiti di dissipazione del calore dei componenti generatori di calore.

Escape route

Ora sei pronto per il percorso, ma è necessario creare vie di fuga per tutti i dispositivi a passo fine prima di iniziare a posare le tracce. Se hai a che fare con una grande parte, come un pacchetto BGA con centinaia o migliaia di pin in esso, puoi accedere a ogni pin per il routing. Questa accessibilità di solito si ottiene instradando diagonalmente dalla fila esterna del perno al foro passante.

Per la prossima fila di perni, very short traces are usually used to connect to the through holes between the BGA pads, che sono chiamati modelli di ossa canine. However, se il passo del pin BGA è troppo fine, potrebbe essere necessario usare i flaconcini, micro vias, or both in the pad technology, ma è necessario prima ottenere l'approvazione di queste tecnologie PCB dal produttore. A useful tip here is that component manufacturers usually provide recommended wiring patterns for their parts, quindi assicuratevi di controllare lì per risparmiare un po 'di tempo.

Traccia il percorso

After completing the escape routing, è tempo di instradare le tavole rimanenti. If you have fully set up the design rules, È possibile utilizzare strumenti di routing interattivi automatici o strumenti di routing batch per completare manualmente questo routing. No matter which method you use, Per garantire il successo del routing occorre tenere presente i seguenti punti:

I percorsi del segnale ad alta velocità devono essere mantenuti brevi e instradati da punto a punto.

Sensitive traces should be routed on the inner layer sandwiched between the reference planes in the stripline configuration.

Le coppie differenziali devono essere cablate in coppia. Utilizza le funzionalità di automazione del tuo sistema di progettazione per instradare queste tracce e assicurarti che le coppie non siano interrotte da vias o altri ostacoli.

Per gruppi di rete le cui lunghezze devono corrispondere tutte, start with the longest connection. Per le reti rimanenti del gruppo, an adjustment function is added to each trace to match the first network routed to the same length. La sintonizzazione è fatta solitamente aggiungendo una forma d'onda o una topologia del trombone alla traccia per estendere la traccia, and it is usually done automatically by a CAD tool.

Non instradare linee digitali sensibili attraverso alimentatori rumorosi o aree analogiche dei circuiti.

Potenza e piano di terra

La progettazione di una rete di distribuzione di energia pulita (PDN) per PCB ad alta velocità è fondamentale per il successo complessivo della progettazione. I componenti ad alta velocità generano più rumore sul circuito stampato a causa della loro velocità di commutazione, che è controllata da condensatori bypass. È anche importante ricordare che il piano di terra sarà utilizzato come piano di riferimento per il ritorno del segnale. Fare attenzione a non instradare tracce sensibili dove questi percorsi di ritorno del segnale sono bloccati da densi tramite posizionamento, tagli di circuito o piani divisi, in quanto ciò ridurrà l'integrità del segnale di queste tracce.

As you can see, Cablaggio ad alta velocità è molto più di una semplice posa di tracce uniche sulla scheda. Many aspects of Layout PCB deve essere completato mediante instradamento per completare la progettazione ad alta velocità. As we said at the beginning, Tutto inizia con l'impostazione corretta della scheda con il tuo PProduttore contrattuale CB before the layout begins.

Lavora con il tuo PCB CM per ottenere la migliore tecnologia di routing ad alta velocità

Anche se di solito è possibile far funzionare vecchi disegni PCB trasformando gli stack di strati in layout, high-speed designs should start with clearly configured stacks. Anche se i progettisti PCB di solito hanno familiarità con diverse configurazioni di strati di scheda, there are many other variables that need to be considered for high-speed design. Questi includono i materiali dei circuiti stampati, controlled impedance wiring, coppie di livelli, and assembly processes. The best thing you can do is to consult your PProduttore contrattuale CB first to ensure that you are using the most optimized layer configuration for your design.