Leiterplattentechnisch - Leiterplatten und elektronische Produktdesign

Im elektronischen Design ist die Leiterplatte der physische Träger unseres Designinhalts, und die ultimative Realisierung all unserer Designabsichten wird durch die Leiterplatte ausgedrückt. Auf diese Weise ist PCB-Design ein unverzichtbares Bindeglied in jedem Projekt. Jedoch im vorherigen Design, aufgrund der niedrigen Frequenz, der niedrigen Dichte und des großen Abstandes zwischen Gerätemanagement, ist die Arbeit des Leiterplattensubstratsentwurfs zum Zweck der Konnektivität, ohne andere funktionale und Leistungsherausforderungen. So ist für einen langen Zeitraum der Status des PCB-Designs im gesamten Projekt sehr niedrig. Die physische Verbindung der Leiterplatte wird normalerweise vom Hardware-Logik-Verbindungsdesigner durchgeführt. Dies ist immer noch das Entwicklungsmodell für einige kleine Produkte.

Mit der rasanten Entwicklung der Elektronik- und Kommunikationstechnologie steht das heutige PCB-Design vor völlig anderen und brandneuen Herausforderungen. Hauptsächlich manifestiert sich in den folgenden Aspekten:1.Die Signalkantenrate wird immer schneller, und die On-Chip- und Off-Chip-Taktraten werden immer höher. Die aktuelle Taktfrequenz beträgt in der Vergangenheit nicht mehr wenige Megabytes und Uhren mit Hunderten von Megabytes und Gigabyte werden immer häufiger auf einzelnen Boards. Durch die rasante Entwicklung der Chiptechnologie wird die Kantenrate des Signals immer schneller. Gegenwärtig beträgt die steigende Kante des Signals etwa 1 ns. Dies wird dazu führen, dass SI- und EMV-Probleme auf System- und Platinenebene stärker ins Gewicht rücken;

2.Die Integrationsskala von Schaltungen wird größer und größer, und die Anzahl der I/Os steigt, was die Verbindungsdichte von einzelnen Leiterplatten weiter erhöht; Wenn Funktionen immer leistungsfähiger werden, wird die Integration von Schaltungen immer höher. Das Niveau der Chipverarbeitungstechnologie wird immer höher. Das DIP-Paket in der Vergangenheit ist auf dem aktuellen Single Board fast verschwunden, und der Small-Pitch BGA und QFP sind zum Mainstream-Paket der Chips geworden. Dies lässt die Dichte des PCB-Designs entsprechend zunehmen.3.Die Zeit für Produktentwicklung und Markteinführung nimmt ständig ab, so dass wir uns der schweren Herausforderung des einmaligen Designerfolgs stellen müssen; Zeit ist Kosten, und Zeit ist Geld. In einem Bereich, in dem elektronische Produkte sehr schnell aktualisiert werden, wird das Fenster der Gewinnchancen viel größer sein, wenn das Produkt einen Tag früher eingeführt wird.4.Weil PCB der physische Träger der Produktrealisierung ist. In Hochgeschwindigkeitsschaltungen hängt die Qualität der Leiterplatte mit der Funktion und Leistung des Produkts zusammen. Dieselbe Vorrichtung und Verbindung, verschiedene Leiterplattenträger, ihre Ergebnisse sind unterschiedlich.

Daher ändert sich der Designprozess langsam. In der Vergangenheit machte das Logikfunktionsdesign im Design oft mehr als 80% der Hardware-Entwicklung und des Designs aus, aber dieser Anteil ist zurückgegangen. Im aktuellen Hardwaredesign berücksichtigt das Logikfunktionsdesign nur 50% und der PCB-Designteil auch 50% der Zeit. Experten sagen voraus, dass in zukünftigen Designs der Logikfunktionsaufwand von Hardware immer kleiner wird, während der Overhead für Hochgeschwindigkeits-PCB-Design wie die Entwicklung von Designregeln 80% oder sogar höher erreichen wird.

All dies sind nur Illustrationen, PCB-Design wird der Fokus und die Schwierigkeit im aktuellen und zukünftigen Design sein. Im Allgemeinen konzentriert sich unser PCB-Design hauptsächlich auf die folgenden Punkte:Die Realisierung der Funktion

Stabile Performance3.Easy verarbeiten4.Die Schönheit des Furniers

1. Die Realisierung der Funktion ist der erste Schritt unserer Leiterplatte. In der Vergangenheit Design, da die Signalkantenrate und Taktfrequenz relativ niedrig sind, solange die logische Verbindung korrekt ist, beeinflusst die physikalische Verbindung die Leistung der Verwendung nicht. Aber diese Ansicht wird im aktuellen Design nicht verwendet. Es gibt ein Beispiel, um diesen Punkt zu verdeutlichen: Die Leiterplattendesigner eines bekannten amerikanischen Herstellers von Bilderkennungssystemen sind kürzlich auf eine Besonderheit gestoßen: Ein Produkt, das vor sieben Jahren erfolgreich entworfen, hergestellt und auf den Markt gebracht wurde, konnte sehr stabil und zuverlässig arbeiten. Allerdings haben die Produkte, die kürzlich von der Produktionslinie gerollt wurden, Probleme und die Produkte können nicht normal funktionieren. Daher kann die wahre Verbindung der Logik die Funktion nicht wirklich verwirklichen. Die Qualität der physischen Verbindung ist auch die Hauptbedingung für die Realisierung der Funktion. Die Leistungsgarantie hängt vom Design der Leiterplatte ab. Jeder kennt diesen Standpunkt. Dieselbe Logikverbindung, dasselbe Gerät und verschiedene Leiterplatten haben unterschiedliche Leistungstestergebnisse. Gutes Design hat nicht nur eine hohe Stabilität, sondern kann auch verschiedene anspruchsvolle Tests bestehen. Es ist jedoch unmöglich, einen solchen Effekt mit einem nicht-idealen Design zu erzielen. In einigen Low-End-Produkten sind die Chipsätze, die von vielen Herstellern verwendet werden, dieselben und die logischen Verbindungen sind ebenfalls ähnlich. Der einzige Unterschied ist das Niveau der jeweiligen PCB-Designebenen. Der Unterschied der Produkte spiegelt sich hauptsächlich im PCB-Design wider. Die einfache Verarbeitung ist auch ein wichtiger Indikator für die Qualität des PCB-Designs. Gutes PCB-Design ist bequem für die Verarbeitung, Wartung, Prüfung und Herstellung.Die Qualität der PCB ist nicht nur mit der Produktionseffizienz von PCB-Verarbeitungsherstellern und SMT-Herstellern verbunden, sondern auch eng mit unserer Test- und Debugging-Bequemlichkeit verbunden. Schönheit ist auch ein Element des PCB-Designs. Die allgemeine Schönheit und Atmosphäre machen die Menschen wohl fühlen, wenn sie es sehen.PCB ist auch ein Handwerk. PCB-Design ist eine umfassende Disziplin, das Produkt der Koordination von Qualität, Kosten, Zeit und anderen Aspekten. Es gibt kein Bestes im PCB-Design, nur besser. Kurz gesagt, Hochgeschwindigkeits-PCB-Design ist eine ernsthafte Herausforderung für das heutige Systemdesign. Ob Designmethoden, Designwerkzeuge oder die Zusammensetzung des Designteams und die Designideen von Ingenieuren, sie alle müssen aktiv und ernsthaft angegangen werden.