我們?cè)O(shè)計(jì)的電路板在為高速電路布局時(shí)也需要額外的努力。敏感網(wǎng)絡(luò)必須根據(jù)特定的高速規(guī)則和許多其他必須遵循的高速設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布線。這些包括從原理圖的組織方式到組件放置的所有內(nèi)容。我們將在討論高速布線技術(shù)時(shí)研究所有這些，以幫助您完成下一個(gè) PCB 設(shè)計(jì)的終點(diǎn)線。

進(jìn)行 PCB 布局之前的高速設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

 與在標(biāo)準(zhǔn)電路板上使用的相比，成功布線高速電路需要更多的準(zhǔn)備工作。在平衡電路板的通常制造和組裝需求的同時(shí)，必須在高速設(shè)計(jì)中考慮信號(hào)路徑、受控阻抗路由和 EMI。在布局甚至開(kāi)始保持所有這些需求井井有條之前就開(kāi)始準(zhǔn)備是必不可少的：

• 原理圖：為幫助您的高速布線，您可以做的第一件事是從一個(gè)干凈的原理圖開(kāi)始。在 PCB 布局過(guò)程中，應(yīng)該有一個(gè)易于遵循的高速電路的邏輯流程。還應(yīng)傳達(dá)給布局人員的任何說(shuō)明，以免以后出現(xiàn)任何混淆。

• 板層堆疊：高速布線通常需要帶狀線或微帶層配置。這為敏感走線布線提供了屏蔽層，有助于防止 EMI 問(wèn)題并保持電路的信號(hào)完整性。在布局開(kāi)始之前，應(yīng)與您的 PCB 合同制造商就堆疊達(dá)成一致，以便為您提供工作基礎(chǔ)并確保電路板的可制造性。 

• 設(shè)計(jì)規(guī)則：除了標(biāo)準(zhǔn)的走線寬度和間距規(guī)則外，還會(huì)有一套全新的高速設(shè)計(jì)規(guī)則和約束。這些將包括特定的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)別、差分對(duì)、走線長(zhǎng)度和拓?fù)湟约白杩箍刂频穆酚梢?guī)則。對(duì)盲孔和埋孔、微孔和其他高速限制也可能有特定要求。

一旦這些項(xiàng)目從您的待辦事項(xiàng)列表中被選中，您就可以開(kāi)始 PCB 布局了。

高速 PCB 設(shè)計(jì)的布局和布線技巧

盡管有很多高速布線技術(shù)需要討論，但首先要探討的主題是元件放置。良好的布線始于良好的元件布局，無(wú)論電路板是否為高速設(shè)計(jì)，都是如此。

元件放置

使用標(biāo)準(zhǔn)元件放置方法，首先從連接器和大型 CPU 和內(nèi)存設(shè)備開(kāi)始。要在繼續(xù)放置部件時(shí)獲得最佳信號(hào)路徑，請(qǐng)遵循原理圖的邏輯流程。許多更重要的 CPU 和內(nèi)存設(shè)備將需要大量旁路電容器，因此請(qǐng)務(wù)必立即放置它們，否則以后可能沒(méi)有足夠的空間放置它們。放置時(shí)，請(qǐng)記住為整個(gè)板層堆疊中的布線通道和過(guò)孔保留空間。除了高速要求之外，還要記住您的放置仍然需要遵守可制造性設(shè)計(jì) (DFM) 規(guī)則，并考慮發(fā)熱部件的散熱需求。

逃逸路由

現(xiàn)在您已準(zhǔn)備好布線，但您需要先為所有細(xì)間距設(shè)備創(chuàng)建逃逸布線，然后再開(kāi)始鋪設(shè)走線。如果您正在處理大型部件，例如其中有數(shù)百或數(shù)千個(gè)引腳的 BGA 封裝，則可以訪問(wèn)每個(gè)引腳以進(jìn)行布線。這種可訪問(wèn)性通常是通過(guò)從外部引腳排對(duì)角線布線到通孔來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 

對(duì)于下一行引腳，通常使用非常短的走線連接到 BGA 焊盤(pán)之間的通孔，稱(chēng)為狗骨圖案。但是，如果 BGA 引腳間距太細(xì)，您可能需要在焊盤(pán)技術(shù)中使用過(guò)孔、微過(guò)孔或兩者都使用，但一定要先從制造商處獲得這些 PCB 技術(shù)的認(rèn)可。這里的一個(gè)有用提示是，組件制造商通常會(huì)為其零件提供推薦的布線模式，因此請(qǐng)務(wù)必查看那里以節(jié)省一些時(shí)間。

跟蹤路由

完成轉(zhuǎn)義布線后，現(xiàn)在是布線其余電路板的時(shí)候了。如果您已充分設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則，則可以使用自動(dòng)交互式布線工具或批量布線工具手動(dòng)完成此布線。無(wú)論您使用哪種方法，都應(yīng)牢記以下幾點(diǎn)以確保路由成功：

• 高速信號(hào)路徑必須保持較短并從點(diǎn)到點(diǎn)布線。

• 敏感走線應(yīng)在夾在帶狀線配置中的參考平面之間的內(nèi)部層上布線。

• 差分對(duì)必須成對(duì)布線。使用您的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的自動(dòng)化功能來(lái)布線這些跡線，并確保線對(duì)之間不會(huì)被過(guò)孔或其他障礙物中斷。

• 對(duì)于長(zhǎng)度都必須匹配的網(wǎng)絡(luò)組，從最長(zhǎng)的連接開(kāi)始。對(duì)于組中的其余網(wǎng)絡(luò)，向每條跡線添加調(diào)整功能，以匹配路由到相同長(zhǎng)度的第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。調(diào)諧通常通過(guò)向跡線添加波形或長(zhǎng)號(hào)拓?fù)湟匝娱L(zhǎng)跡線來(lái)完成，并且通常由 CAD 工具自動(dòng)完成。 

• 不要通過(guò)嘈雜的電源或電路的模擬區(qū)域路由敏感的數(shù)字線路。

電源和地平面

為高速電路板設(shè)計(jì)清潔的配電網(wǎng)絡(luò)(PDN) 對(duì)設(shè)計(jì)的整體成功至關(guān)重要。高速組件會(huì)由于其開(kāi)關(guān)速率而在電路板上產(chǎn)生更多噪聲，并由旁路電容控制。同樣重要的是要記住地平面將用作信號(hào)返回的參考平面。小心不要在這些信號(hào)返回路徑被密集的過(guò)孔放置、電路板切口或分裂平面阻擋的地方布設(shè)敏感走線，因?yàn)檫@會(huì)降低這些走線的信號(hào)完整性。

如您所見(jiàn)，高速布線不僅僅是在板上鋪設(shè)一些獨(dú)特的走線。PCB 布局的許多方面都必須通過(guò)布線完成才能完成高速設(shè)計(jì)。正如我們最初所說(shuō)，這一切都始于在布局開(kāi)始之前與您的 PCB 合同制造商正確設(shè)置電路板。

與您的 PCB CM 合作以獲得最佳高速布線技術(shù)

雖然通?？梢酝ㄟ^(guò)將板層堆疊改造為布局來(lái)使舊的 PCB 設(shè)計(jì)工作，但高速設(shè)計(jì)應(yīng)該從明確配置的堆疊開(kāi)始。盡管 PCB 設(shè)計(jì)人員通常熟悉不同的板層配置，但高速設(shè)計(jì)需要考慮許多其他變量。這些包括電路板材料、受控阻抗布線、層對(duì)和組裝過(guò)程。您能做的最好的事情是首先咨詢您的 PCB 合同制造商，以確保您正在為您的設(shè)計(jì)使用最優(yōu)化的層配置。