PCBニュース - マザーボードのレイアウトと配線設計の詳細

マザーボードにとっては、優れたキャパシタ、三相電源線などの部品材料のほか、マザーボードの配線やレイアウト設計も非常に重要です。マザーボードのレイアウトと配線設計の形式は多種多様で、技術性が強いため、これも高品質マザーボードと低品質マザーボードの主な違いである。しかし、マザーボードのデザインが良いかどうかを判断するにはどうすればよいでしょうか。では、簡単に分析してみましょう。

マザーボードの配線設計の説明

クロック線等長の概念

マザーボードでは、ノースブリッジチップからCPU、メモリ、AGPスロットまでの距離は等しくなければなりません。これはマザーボード設計の基本的な要件であり、等クロック線の長さの概念とも呼ばれています。CPUとメモリの橋渡しとして、ノーザンブリッジチップはマザーボードのレイアウトに非常にうるさい。例えば、開発能力のあるマザーボードメーカーの中には、ノースブリッジチップとCPU、メモリスロット、AGPスロット間のケーブル長を短縮するだけでなく、クロック線長をより多くすることができるように、レイアウト中に45度回転させる巧妙な設計を採用しているものもあります。

蛇の引き廻しの誤りと取り込み

蛇行ケーブルはコンピュータマザーボード配線の一般的な形式である。ノキアの携帯電話ゲーム「蛇」をプレイしたことがある人にとって、これはよく知られていることではないはずだ。蛇行線は、コンピュータのマザーボード上で一般的な配線形式です。線が曲がれば曲がるほど、デザインがよくなると考える人もいる。このような観点は間違っている。

実際、マザーボードに蛇行線を採用するには2つの理由があります

1つ目は配線長が等しいことを保証することです。CPUからノースブリッジチップまでのクロック線は通常の家電製品の基板回路とは異なるため、これらの回路上で約100 MHzの高速で動作する信号は回路の長さに非常に敏感である。異なる長さのクロック線は、信号の非同期を引き起こし、システムが不安定になることがあります。そのため、いくつかの回路は、長さを調整するために湾曲したチューブに配線しなければならない。

蛇行線を使用するもう1つの一般的な理由は、マザーボードの残りの部分と人体に対する電磁放射線（EMI）の影響を最小限に抑えることです。高速で単調なデジタル信号のため、マザーボード内のさまざまなコンポーネントの正常な動作を妨げます。一般的に、マザーボードメーカーが電磁干渉を抑制する簡単な方法は、できるだけ多くの放射線を吸収するために蛇行管を設計することです。しかし、蛇行ケーブルを使用することに利点があるにもかかわらず、マザーボード配線を設計する際に蛇行ケーブルをより多く使用することが望ましいという意味ではないことにも注目すべきである。これは、マザーボードのフットプリントが多すぎて密集していると、マザーボードのレイアウトが不均一になり、マザーボードの品質に影響を与えるためです。マザーボードの各部間の線密度の差が小さく、できるだけ均一に分布しなければ、マザーボードが不安定になりやすい。

フライングワイヤマザーボードの使用を避ける

マザーボードの配線品質を判断するには、配線の角を見なければなりません。良いマザーボードの配線はより均一に清潔にしなければならず、配線の稜線は135度を下回ってはならない。なぜなら、角度が小さすぎるトレースは高周波回路のインダクタンス素子に相当し、他のデバイスと干渉するからです。

設計基準の悪いpcbボードメーカーの中には、配線を設計する際に技術力の理由で最終製品に欠陥が発生することが多いものもあります。この場合、手動メンテナンスを使用して問題を解決します。このような設計の不合理さから現れる線を「フライライン」と呼ぶ（図2）。マザーボードにフライラインがある場合は、マザーボードのレイアウト設計に問題があることを証明します。

マザーボードのレイアウト設計を読み解く

マザーボードのレイアウトは主に、集積回路チップ、抵抗器、コンデンサなどのボード上のさまざまなコンポーネントの位置配置に反映されています。マザーボードのレイアウトは主にボード上の各種コンポーネント（集積回路チップ、抵抗器、コンデンサ、スロットなど）の位置配置、配線に反映されている。専門家から見れば、良いマザーボードは芸術品のようだ。

通常、チップセット製造業者は、マザーボード製造業者に出荷する際にチップセット設計ガイド（チップ設計ガイド）を提供します。また、通常は標準ベースのテンプレート、いわゆる「エンジニアリング委員会」があり、通常はマザーボードの設計に使用されています。「工事委員会」、公共委員会。主なマザーボードメーカーは通常、標準ボードの設計に従い、公式チップセットが提供する技術基準を満たすマザーボードを製造しています。これらの製品の品質は保証されているが、価格はもっと高い。逆に、中小規模メーカーの中には、コストと機能のバランスをとるために、マザーボードの構造を大幅に変更することが多いものもあります。これらの製品の品質は良くも悪くも半々だ。

上記では、マザーボードのレイアウトとマザーボード配線設計について詳細に説明しました。Ipcbはまた、PCB製造業者とPCB製造技術に情報を提供する。