PCB布线时遵循的一些基本原则

PCB布线时遵循的一些基本原则

连线要精简,尽可能短,尽量少拐弯,力求走线简单明了(特殊要求除外,如阻抗匹配和时序要求).过长的走线会改变传输线的阻抗特性,使信号的上升时间变长,从而抑制信号的最高传输频率.

避免尖角走线和直角走线,宜45°走线和圆弧走线.1.增加走线的寄生电容,影响信号的完整性 2.阻抗不连续造成信号的反射 3.直角尖端易产生EMI效应

走线尽可能少换层,少打过孔(via).1.via造成阻抗不连续2.产生寄生电容和寄生电感,影响信号完整性 3.不同的参考层影响信号回流

信号间的距离(S)尽可能增大,相邻信号层的走线宜互相垂直/0斜交/弯曲走线,避免相互平行.减少串扰和耦合造成的信号干扰.

电源线和地线的宽度尽可能宽(通常为W20).

元器件换层引线和电容的引线尽可能缩短.

优化布线.

PCB布线的常见形式

单根走线(single trace)

菊花链(Daisy Chain)走线:从驱动端开始，依次到达各接收端

星形(Star)走线:通常所说的“T”点拓扑形式布线

蛇形走线:通常所说的饶线,主要目的是为了调节延时,时序匹配

S≧3H(S:走线平行部分的间距H:信号与参考平面的间距)

差分走线(differential pair)

驱动端发送两个等值反相的信号,接受端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”

或“1”,承载差分信号的那对走线称为差分走线

与传统单根走线相比的优势

抗干扰能力强

抑制EMI非常有效

时序定位精确

各种角色介绍

Logic : 原理图设计, 负责具体的FUNCTION 设计, 也是比较掌握全局的人, 相当于小的EPM, 有些事情可以请Logic的人出面协调.如用料方面, 换Solution 等

SI: 负责板内高速线的阻抗, 如线宽, 线距,线长, 拓扑结构, 跨层, 如果绕线等问题须与SI 沟通.

MCAD: 负责机构设计, ECAD 如果在空间上遇到和机构有冲突的, 首先和机构协商改动方案,如机构不肯退让的请EPM 出面协调.

Thermal: 负责系统散热, 板内温控设计等工作(

Thermal sensor 零件是由散热工程师决定它靠近那些相关零件放置，他们跟电子工程师和机构工程师沟通后，在电路图上和机构图上表示出来，有时候可能只是在电路图上标示出来，靠近什么元件放。如果你发现板子上有这些零件但却没有任何摆放的提示或要求，这时候一定要和散热、电子和机构的工程师确认零件是否有placement的要求。

2、及时将dxf & idf 让机构帮忙检查确认。

3、通常这些散热元件会被要求放在进风口的前面，具体位置

在Placement 阶段, 就要请Thermal 工程师参与thermal sensor的放置, 因为他需要找到要检测的位置,位置放的不合适, 就起不到作用

Power: 主要负责电源部分的设计, 有关电源的器件放置或者电源的切割, 敏感信号线的走线, 都要由电源工程师判断

EMC: 主要负责解决电磁辐射的问题, 主要是跨切割, I/O 口处的走线, 电源分割, 靠近板边的高速线, stitch via 跨切割处加电容等问题.

产线: 主要是DFX的检查, 不能依赖他们的检查, 在设计工程中要尽力满足DFX 的要求, 当实在不能满足时, 可与他们讨论.

常见主板的构成部分

CPU

NB/SB(IOH/ICH)

BIOS芯片：是一块方块状的存储器，里面存有与该主板搭配的基本输入输出

系统程序。能够让主板识别各种硬件，还可以设置引导系统的设备，调整

CPU外频等。

BMC:主板的主要管理器件: Base board management controller,

BMC 可以监控主板电压, 温度, PGD, 也可以通过它实现网络远端管

pilot II 是BMC , 他集成了VGA, SIO 等管理器. 但VGA 不属于BMC 的本质

理SIO:管理I/O

PHY:是管理网口的, INTEL 的北桥一般会集成一个MAC, 所以只需加PHY, 就可以管理网卡

NIC:管理网口, NIC 芯片集成了MAC和PHY

CLK generator: 产生CLK 时钟信号

電源系統

•設計出符合PI的電源系統, 主要有三個關切點:

•VR(電源轉換)

•Cap(電容的選擇與擺放)

•電源分配(如:切割相關)

•電源設計如果做好了這三個方面, 基本上只剩下EMI問題(請參看EMI內容)及功耗過大引起的發熱問題

•耗損

•VR模塊放置

•流量

•Cap的放置

•Via的選擇,位置及VR部分切割

•控制電路放置, 線寬

•在電源設計與高速設計正好相反, 希望使用較大的via(比使用多個via小via效果更好). •這裡所說via的位置是指希望via打在cap PIN附近與其他層面相接(輸出到用電端) •VR部分切割希望能避免從電感,或者剛產生的地方流出供給用電端, 而是切在較乾淨的地方, 如電容PIN附近

•控制電路希望放置在較穩定的區域, 有時候還會單獨切割一塊地(極少出現)

•控制電路有很多信號沒有下constraint,這時需要自己結合前後電路去判斷選擇線寬, 當然, 最常見的phase需要粗線

•簡單的技巧: 在這個地方, pull hight, pull down的情況極少, 所以在非極性元件其中一段是電源, 另一段極可能也需要粗線去設計

•旁路電容: 給交流信號提供低阻抗通路

•去偶電容: 為了增加電源和低的偶合, 減少交流信號對電源的影響

•慮波電容: 用於慮波電路(中國稱呼)

•實際應用中, 大家對高頻去偶電容定義比較明確, 且設計要求較嚴格. 當然, 對小封裝的旁路電容也有一些要求. 而對於較大封裝的旁路電容, 設計要求比較松.

•開關電源中的EMI問題

•開關電源運用了三極管的開關作用以及PWM技術, 使得它與線性電源相比在效率上得到了極大提高;但在三極管的開關過程中, di/dt, dv/dt的值很大. 這使得開關電源在很寬的頻率範圍內的噪聲都很大, 這些噪聲經過電源通路傳輸到電子設備, 就會形成電磁干擾. 所以說, 開關電源也是PCB中的一個重要干擾源

•對設計的影響

•Micro-strip: 容抗較小, 信號的傳輸速度快, 上升沿較陡. EMI向空間發散而不容易控制.

適合走CLK信號及特高速信號(如: 10G級別信號)

•Stripline:容抗較大, 信號的傳輸速度慢, 上升沿較平緩. EMI受控(大部分EMI被兩邊plane吸收). 適合10M~1G級別的信號

•l ayout about SI

•Impedance(阻抗)

•Reflection(反射)

•Termination(終結)

•Crosstalk(串擾)

•Return current path(電流返回路徑)

•Ground bounce(地彈)

•Loss(損耗)

•How to Handle Plane Noise

•Bypass close to Power/GND pins