Noticias de PCB - Cómo cableado razonable en el diseño de la placa de circuito

Se puede decir que el cableado de placas de circuito impreso es un arte. un excelente diseño de placas de circuito debe tener en cuenta todos los aspectos, incluida la implementación de los principios y funciones del circuito, así como las características eléctricas como emi, emc, esm, integridad de la señal, así como la estructura mecánica y la disipación de calor de los chips de alta potencia. Luego se considera la estética de la placa de circuito. Esto también es importante en nuestra industria de placas de reproducción de pcb.

Antes de comenzar a aprender a explorar el diseño de pcb, es posible que vea varias reglas del diseño de PCB en varios libros de referencia. Aunque muchas reglas pueden tener en cierta medida las mismas connotaciones, son diferentes. Habrá diferentes énfasis en la práctica real del diseño, e incluso habrá conflictos entre reglas. Por ejemplo: la primera regla es que la ruta de transmisión de la señal es lo más corta posible, y la segunda regla es que el cableado de alta frecuencia requiere una coincidencia de resistencia.

Al considerar el diseño del bus DDR memory, el chip Mery encapsulado por SOP no puede implementar la regla uno para todos los track. La forma correcta es lograr todos los Track en un tiempo relativamente corto, teniendo plenamente en cuenta la coincidencia de resistencia. Por lo tanto, la incompatibilidad entre las reglas en el cableado real puede conducir al uso consciente y efectivo de estas reglas por parte del lector durante el cableado, lo que genera todo tipo de dudas e incluso cae en una pérdida de una o esas reglas Generales. Cabe destacar que las diversas reglas de cableado son solo principios rectores, y el proceso real de cableado debe combinarse con compromisos continuos para lograr el máximo efecto. Creo que mientras prestes atención consciente a estas reglas en el cableado real, ayudará más o menos al efecto del cableado.

1. desde el punto de vista de todo el sistema, analizar la naturaleza de la señal de cada módulo y determinar su ubicación en todo el sistema, determinando así que la prioridad del módulo en el diseño y cableado es de gran importancia para todo el sistema, lo que requiere un proceso de cableado real.

Las reglas generales de diseño requieren distinguir si el módulo es un circuito analógico o digital, un circuito de alta frecuencia o un circuito de baja frecuencia, si es la fuente principal de interferencia o una señal clave sensible, etc. por lo tanto, antes de diseñar, es necesario analizar cuidadosamente los atributos de cada señal del módulo, incluidos los atributos del módulo, las funciones, Fuente de alimentación, frecuencia de señal específica, corriente, intensidad de corriente, etc., para determinar el diseño del módulo en el tablero de pcb. Por lo general, cuando se determina la estructura mecánica, un sistema complejo tendrá n diferentes métodos de diseño, lo que requiere un compromiso de algunas reglas para encontrar el mejor diseño desde la perspectiva del sistema.

En los módulos digitales, habrá un reloj, como el de sdram, y el circuito del reloj es el principal factor que afecta a emc. La mayor parte del ruido de los circuitos integrados está relacionado con la frecuencia del reloj y sus múltiples armónicos. Si la señal del reloj está en forma de onda sinusoidal, si no se maneja adecuadamente, "contribuirá" al sistema a la fuente de interferencia de esa frecuencia o múltiplo de esa frecuencia. Si la señal del reloj es en forma de onda cuadrada, producirá ruido en el sistema. Fuente de interferencia de frecuencia descentralizada. Al mismo tiempo, Clock sigue siendo una señal vulnerable. Si el reloj está perturbado, se puede imaginar el impacto en el sistema digital. Por lo tanto, el módulo de circuito de reloj es un módulo clave, y en el proceso de diseño y cableado, se dan prioridad a varias reglas.

En la actualidad, también hay varios módulos de interrupción en muchos sistemas de hardware integrados. El disparador de interrupción incluye un disparador de nivel y un disparador de borde. Una vez que se encuentra una interrupción configurada como un borde ascendente, debido a una interferencia externa, el desencadenante se activa continuamente, lo que finalmente conduce al bloqueo del rtos debido a la incapacidad de procesarlo.

De acuerdo con este principio, se analizan dos diseños de circuitos simples. En una plataforma de hardware de teléfono móvil con la que entré en contacto, el circuito de brillo de la pantalla se logró utilizando señales PWM de diferentes anchos de pulso y circuitos de integrador RC para establecer diferentes tensiones de retroiluminación. En comparación con clock, la señal PWM tiene el mismo impacto en el EMI de todo el sistema en cierto sentido. Pero si analizas un poco más de cerca, debes saber que si la señal PWM del IC establece un nivel analógico en el camino más corto posible antes de transmitirse en el tablero de pcb, es decir, la resistencia y el capacitor están lo más cerca posible del pwm. La colocación del pin permite minimizar la interferencia del PWM en el sistema. En el diseño de la Plataforma de hardware del teléfono móvil, la parte de radiofrecuencia y la parte de audio son el núcleo del sistema, y el cableado de estas dos partes ocupa una posición central absoluta y la prioriza al cableado. por lo tanto, en el diseño real y el cableado, los cables de señal de estos dos módulos se colocan individualmente en La capa media. Las capas adyacentes están protegidas por capas de energía y capas de tierra, y los otros módulos se alejan lo más posible de estos dos módulos para evitar interferencias. Además, trate de considerar el detalle de que la señal de audio muy pequeña introducida por el MIC necesita ser amplificada hasta cierto punto antes de ingresar al ADC de audio. Sabemos que la relación señal - ruido de transmisión de canales en el sentido abstracto es un indicador para medir el impacto del ruido en el sistema. Se puede hacer referencia cruzada, el pequeño ruido se cruza con el canal antes de que la señal de audio se amplifica, y la señal de audio entra en el canal después de que la señal de audio se amplifica. Si la ruta de este canal no puede pasar por una zona con una fuerte fuente de interferencia, se recomienda amplificar la señal de audio antes de la transmisión.

Por ejemplo, los autobuses de sistemas complejos suelen estar conectados a un tipo de dispositivo. Por ejemplo, el bus i2c se puede conectar a 127 dispositivos esclavos. En algunas plataformas de hardware de decodificadores, generalmente se conectan demodulator, Tuner y e2prom. Esto también requiere distinguir los diferentes dispositivos en la frecuencia del bus compartido, y los dispositivos con alta frecuencia de uso deben colocarse en una posición relativamente importante. Por ejemplo, la interfaz EMI en la mencionada plataforma qami5516 utiliza tanto dispositivos SDRAM como Flash. Basado en la comprensión del sistema, SDRAM se coloca en el Código de funcionamiento del sistema operativo en tiempo real, y flash se utiliza como medio de almacenamiento. Durante el funcionamiento del sistema de software, SDRAM tiene más operaciones de lectura y escritura que flash, por lo que el proceso de cableado debe completarse primero. Por favor, considere la ubicación de sdram.

2. la idea de modularidad y estructuración no solo se refleja en el diseño de principios de hardware, sino también en el diseño y el efecto de cableado. Las plataformas de hardware de hoy están cada vez más integradas y los sistemas son cada vez más complejos. Por supuesto, es necesario si es un esquema de hardware. En el diseño del diseño de pcb, todavía se utilizan métodos de diseño modulares y estructurados. Si has estado expuesto a una gran FPGAs o pld, sabrás que el diseño de IC complejos requiere inevitablemente un método de diseño modular de arriba hacia abajo. Por lo tanto, como ingeniero de hardware, bajo la premisa de comprender la arquitectura general del sistema, primero debemos integrar conscientemente la idea de diseño modular en el esquema y el diseño de cableado de pcb. Por ejemplo, el IC - qami5516 principal de la Plataforma de hardware de decodificadores de televisión digital tiene los siguientes módulos: st20: CPU RISC de 32 bits con reloj de 180 MHz

Pti: unidad de procesamiento Transit Stream display: decodificación de vídeo - 2, unidad de procesamiento de visualización demodulator: Demodulator QAM Memory interface: diferentes interfaces Memory necesarias para diferentes sistemas de aplicación stbus: periféricos de bus de comunicación de datos para cada módulo: uart, smartcard, iic, gpio, PWM y otros periféricos comunes audio: interfaz de salida de audio vedio: el proceso de diseño modular de la interfaz de salida de vídeo qami5516 no requiere necesariamente que los ingenieros de hardware entiendan todos los aspectos del sistema, pero al diseñar la Plataforma de hardware, es inevitable exigir que la parte de interfaz de los diferentes módulos IC utilizados en la aplicación real se considere un subsistema. Procesamiento: por ejemplo, los circuitos de audio y vídeo deben realizarse en una zona completa al diseñar y cableado. esto no solo continúa la idea del diseño modular ic, sino que también facilita la separación física de las placas de PCB cuando es necesario, reduciendo el acoplamiento eléctrico entre diferentes módulos y facilitando la puesta en marcha de todo el sistema. Sabemos que la inspección en la puesta en marcha del hardware es la más fácil. La forma de lidiar con los errores de diseño del principio del circuito es "dolor de cabeza, dolor de pies", es decir, en la Plataforma qami5516 mencionada anteriormente, si hay un problema con la parte de audio del circuito, lo primero que hay que hacer es revisar y verificar el módulo de audio.

La idea de la modularidad también se refleja en el cableado del bus del sistema. Por lo general, los autobuses se dividen en tres tipos: el bus connol, el bus data y el bus addr. Por ejemplo, el SMI en el mencionado qami5516 utiliza un SDRAM de 16M con una frecuencia de funcionamiento de 100 mhz, lo que requiere unificar este conjunto de autobuses en un todo para tener en cuenta la coincidencia de resistencia durante el cableado. En el proceso real de cableado, es imposible organizar estas líneas de manera escasa.

La idea de modularidad también favorece el diseño de los paneles de pcb.

La idea de modularidad también favorece la expansión o modificación de las funciones del sistema de hardware.

3. preste atención a la integridad de la fuente de alimentación, priorizando el procesamiento de la fuente de alimentación y el cable de tierra en el diseño y cableado. en cualquier sistema electrónico, la interferencia de la fuente de interferencia en el sistema no es más que dos formas: una es a través de un conductor y la otra es a través del Espacio a través de la radiación electromagnética. Acoplamiento. En los sistemas de baja frecuencia, es principalmente la primera ruta. En los sistemas de alta frecuencia, una gran parte de la interferencia se debe a la transmisión a través de conductores. Entre ellos, es más obvio que el ruido generado por el IC interfiere con todo el sistema a través de la fuente de alimentación y la tierra. Por lo tanto, la integridad de la fuente de alimentación o la calidad de la fuente de alimentación son esenciales para la capacidad antiinterferencia de todo el sistema. La integridad de la Potencia es en realidad parte de la integridad de la señal, pero teniendo en cuenta la importancia de la potencia para todos los sistemas, se enumera aquí por separado. Cabe señalar que no es fácil hacerlo en el sistema real. Siempre habrá ruido de diferentes frecuencias en el sistema. En el diseño de circuitos y el diseño y cableado de pcb, solo intenta reducir el ruido de varias frecuencias, mejorando así la resistencia general al ruido del sistema. Al mismo tiempo, en sistemas complejos, reducir el ruido del sistema no es cambiar el valor de uno o dos condensadores, sino prestar atención a la acumulación de efectos de filtrado de energía. En el diseño de hardware del teléfono móvil, hay pmu especializadas para gestionar y alimentar cada módulo, pero las pmu provienen de vbat. no se puede imaginar que si la fuente de alimentación del amplificador operativo de audio sensible no se filtra, sino que se toma directamente de vbat, o como un circuito que alimenta sdram, no se filtra, ¿Y el ruido del interruptor de esta parte del circuito digital se permite contaminar todo el vbat. ¿ cuáles son las consecuencias?

Si se presta suficiente atención a la integridad de la fuente de alimentación, esta parte es relativamente fácil de manejar después de combinar la modularidad anterior con un análisis cuidadoso de cada módulo. Las reglas habituales de los VCC de alimentación IC suelen ser manejadas por condensadores de derivación y desacoplamiento, y tratar de acercar estos condensadores a la entrada de alimentación del IC al diseñar el tablero. Si estás en un sistema muy exigente, también puedes usar un circuito lcclc para diferentes frecuencias sensibles (conectar un inductor o una bola magnética en serie, luego un electrolizador y un Condensadores cerámicos en serie, y luego un pequeño inductor en serie. los valores específicos deben seguir la frecuencia correspondiente para determinar) el filtro. he hecho un sistema complejo una vez. Debido a que no hay condensadores de derivación en la fuente de alimentación central del demodulador del sistema, la tasa de error de código después de la demodulación del demodulador es insoportable. Para el procesamiento de varios gnd en el sistema, generalmente es necesario analizar la ruta de retorno de la corriente. La corriente tiene la característica de seleccionar siempre una ruta de retorno con la menor resistencia. Este es un principio central que se puede entender por tener un patrón de "cobre pavimentado" en el cableado de pcb. el "cobre pavimentado" se utiliza generalmente para la red gnd. Todas las señales digitales se pueden abstraer como los circuitos de puerta más básicos. El gnd también forma parte de la ruta de retorno de la señal. Gnd es reducir la resistencia total en la ruta de la señal a través de la "colocación de cobre". La "puesta a tierra cercana" y la "minimización de la resistencia a la puesta a tierra" también se basan en tales consideraciones.

Lo anterior es una introducción al cableado razonable en el diseño de la placa de circuito. El IPCB también está disponible para los fabricantes de PCB y la tecnología de fabricación de pcb.