PCB设计总结

PCB设计总结

、概述

PCB是一个连接电子元器件的载体。PCB设计是一个把原理设计上的电气连接变成实实在

在的，可用的线路连接。简单的PCB设计就是将器件的管脚按照一定的需要连通，但对于

高速，高密度的PCB设计，涉及到很多的方面，包括结构方面，信号完整性，EMC，EMI，

电源设计，加工工艺方面等等。

、布局

1材料

PCB材料很多，我们目前使用的基本都是FR4的，TG参数（高耐热性）是一个很重要的指

标，一般结构工程师会在他们提供的cutout里面给出TG参数的要求。

2合理的层数安排

一块板PCB层数多少合适，要基于生产成本和信号质量需求两方面考虑。对于速度低，密度小的板块，可以考虑层数少些，对于高速，高密度板，要尽可能多的安排完整的电地层，以保证较好的信号质量。

3电源层和地层

3.1、电源层和地层的作用和区别

电源层和地层都可以作为参考平面，在一定程度上来说他们是一样的。但是，相对来说，电源平面的特性阻抗较高，与参考平面存在较大的电位势差。而地平面作为地基准，地平面的屏蔽作用要远远好于电源屏幕，对于重要信号，最好选择地平面作为参考屏幕。

3.2、电源层，信号层，地层位置

A、第二层为地层，用于屏蔽器件（如果有更重要的信号需要地，可以进行调整）

B、所有信号层都有参考平面。

C、最好不要相邻信号层，有的话，要安排信号走向为垂直方向。

D、关键信号参考平面为完整的地平面不跨分割区。

3.3、几种常用的板子的叠层方案

四层版

BOT

在该方案中表层具有较好的信号质量，对器件也有较好的屏蔽，使电源层和地层距离适当拉近，可以降低电源地的分布阻抗，保证电源地的去耦效果。

其它一些方案参考 paul wang发的一份emc规范。

时为了信号质量比较好，本板采用了 两个布线层完成，信号质量最好的是 这两层。Line 侧的2.5G 线放在了

XI0_16的分层结构，本板具有很多对 ESSI 差分对和4对2.5G 差分对，本板需要 3种主电 源，3.3V 和1.0V 电源是交错在一起的，无法进行分割，考虑到 1.2V 电源电流比较大，同

3个完整的电源平面。连接插座和

5336的差分对需要

midlayerl ，其次是midlayer4，我们将ESSI 线放到了 midlayerl 层，这样过孔的支线比较短。和接插件相连的 2.5G

线，由于层数的限制，放到了 midlayer2层，与相邻层没有叠层的区域内。相对来说, 这对线的质量要稍微差一点，但是两个参考平面都是完整的，所以质量应该也是有保证的。

4网表的调入

正确无误的网表调入，是一个好的 PCB 设计的开始。要做到正确的网表调入，要做到以下

几点： 1) 保证只有一个PCB 库，这样可以保证调用的库是准确的。 2) 第一次调入网表会耗费很多时间，因为系统有一个比较

pcb 网表和原理图网表的过程，

所以第一次调入的时候，即使有问题，也执行调入操作，这样可以节约一些时间。

3)

以后再调入更新 的网表，一定要确定 update footprint 和delete components not in 两个选 项，保证调入的数据和网表一致，有错误的时候修改原理图，直到没有错误为止。

5规则设置

将不同的网络分配到不同的

net class ，根据需要设置线宽，线间距等等各项规则。

6布局

合理的布局可以让 PCB板具有良好的稳定性，同时可以让layout更加容易完成。

如何进行布局，也是要基于多方面考虑到，主要包括信号走向，热分析要求，电气要求等等。

6.1、模块化布局

6.1.1、按照功能模块划分

一块电路板的组成，会有很多种不同的功能模块，比如线路接口模块，驱动模块，CPU模

块等等，一般一个模块都会有它自己的一些相关电路，将这些相关电路的器件放在一起，可以让布线更短，更容易，减少各个模块的相互干扰。

6.1.2、按照工作频率划分

按照不同高低的频率进行划分，减少不同频率的干扰。（在高速，高密度的 pcb设计中，这

点比较难以实现）

6.1.3、按照信号分类

按照信号分可以分为模拟信号和数字信号。模拟信号比较容易受到数字信号的干扰，应该将

模拟信号和数字信号放在不同的区域，电源和地平面应该将数字电源地和模拟电源地分离，在一点用粗线相连。

6.1.4、综合布局

主要按照一个信号的流向，模块的分布，结构要求，热分析要求布局，兼顾美观性。

6.2、特殊器件布局

6.2.1、电源部分布局

开关电源是EMI产生的一个重要源头，单板供电线路越长，产生的干扰越严重，所以电源部分应当布在电源进来的地方，并且与板上的逻辑电源地进行区域隔离。

6.2.2、时钟部分

时钟是板上最大的干扰源，时钟的放置应该远离输入输出模块（包括输入输出线），远离前

面板，尽量靠近它驱动的负载。

6.2.3、电感线圈

电感线圈是最容易受 EMI干扰的器件，要离 EMI源头尽量远，线圈下 PCB不能有高速线和敏感线。6.2.4、总线驱动器

总线驱动器也是一个强大EMI源头，要远离前面板，靠近被驱动端。

6.2.5、滤波电容

滤波电容要就近安放在被滤波的电源脚附近，越近越好，尤其是滤除高频噪声的电容。储能

电容要均匀分布。去静电电容我们目前我们使用的是O.luf和22pf的组合，成对的跨接在导

轨和逻辑地之间。

6.2.6、匹配电阻

端接匹配电阻要就近放在匹配的源端（指的是有源端匹配要求的情况下）。

6.2.7、bead 的安放