Leiterplattentechnisch - Die Bedeutung des PCB-Designs im elektronischen Design

Im elektronischen Design, Die Leiterplatte ist der physische Träger des Designinhalts, und die endgültige Umsetzung aller Designabsichten wird durch die Leiterplatte ausgedrückt. Auf diese Weise,PCB-Design ist ein unverzichtbares Bindeglied in jedem Projekt.

Aufgrund der niedrigen Frequenz, der niedrigen Dichte und des großen Abstandes zwischen der Geräteverwaltung ist die PCB-Designarbeit jedoch im vorherigen Design für den Zweck der Verbindung bestimmt, ohne dass andere funktionale und Performance-Herausforderungen auftreten. 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. Derzeit gibt es solche Entwicklungsmodelle bei einigen kleinen Produkten noch.

Mit der rasanten Entwicklung der Elektronik- und Kommunikationstechnologie steht das heutige PCB-Design vor völlig anderen und brandneuen Herausforderungen. Hauptsächlich manifestiert sich in folgenden Aspekten:

1. Die Signalrandrate 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 die Small-Pitch BGA und QFP sind zum Mainstream-Paket der Chips geworden. Dadurch steigt die Dichte des PCB-Designs entsprechend an.

3. Die Zeit für Produktentwicklung und Markteinführung nimmt ständig ab, so dass wir uns der ernsten 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 die Chance auf Gewinn viel größer sein, wenn das Produkt einen Tag früher auf den Markt gebracht wird.

4. Because PCB is die physical carrier of product realization. In Hochgeschwindigkeitsstrecken, Die Qualität der Leiterplatte hängt mit der Funktion und Leistung des Produkts zusammen. Das gleiche Gerät und die gleiche Verbindung, unterschiedlich Leiterplattenträger, ihre Ergebnisse sind unterschiedlich.

Daher verändert 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 das PCB-Design hauptsächlich auf die folgenden Punkte:

1. Die Realisierung der Funktion

2. Stabile Leistung

3. Einfache Verarbeitung

4. Die Schönheit des Furniers

Die Realisierung der Funktion ist der erste Schritt der 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 eine solche Ansicht wird im aktuellen Design nicht verwendet. Es gibt ein Beispiel, um diesen Punkt zu verdeutlichen:

Die Leiterplattendesigner eines bekannten amerikanischen Herstellers von Bilderkennungssystemen stießen kürzlich auf eine Besonderheit: Ein Produkt, das vor sieben Jahren erfolgreich entworfen, hergestellt und auf den Markt gebracht wurde, konnte immer sehr stabil und sicher arbeiten., Aber in letzter Zeit haben die Produkte, die von der Produktionslinie offline waren, 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 ist das Design der Leiterplatte. 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 von PCB-Design. Gut PCB-Design ist bequem für die Verarbeitung, Wartung, Prüfung, und Herstellung. Die Qualität der Leiterplatte hängt nicht nur mit der Produktionseffizienz von Leiterplattenverarbeitungshersteller und SMT-Hersteller, aber auch eng mit unserem Test- und Debugging-Komfort verbunden.

Schönheit ist auch ein Element des PCB-Designs. Die gesamte Schönheit und Atmosphäre lassen die Menschen sich wohl fühlen, wenn sie es sehen. PCB ist auch ein Handwerk. Eine gute Leiterplatte lässt die Leute anhalten und verfehlen.

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.