Технология PCB - Основные принципы параллельного проектирования PCB

As the complexity of the devices they carry increases, проектирование PCB становиться все сложнее. долгое время, circuit design engineers have been doing their own design without incident, затем перенесите выполненные схемы в схему проектирование PCB engineer. после проектирование PCB engineer completes his work independently, Он перевел файлы Гербера в отдел производства PCB. factory. работа инженера по проектированию схем, проектирование PCB engineers, and PCB manufacturers are all isolated from each other, and there is little communication.

Первый этап проектирования PCB - это концептуальный этап. в это время инженер - конструктор схемы должен провести техническую оценку совместно с инженером - конструктором PCB. В ходе оценки следует рассмотреть следующие вопросы:

1. What devices are used?

Какая упаковка оборудования? сколько значков? Какая конфигурация?

три. Based on the trade-off of cost and performance, количество уровней PCB?

Каково Целевое значение таких параметров, как частота и скорость часов?

Кроме того, конструкторы должны учитывать такие факторы, как структура шины, использование параллельных или последовательных соединений и тактика согласования сопротивлений. когда импеданцы не совпадают, происходит отражение, вызов и другие ненужные помехи.

для текущего проектирования PCB желательно, чтобы все было сделано в соответствии с правилами. в прошлом он был ограничен производственными проблемами, но сейчас все осложняется, когда инженеры пытаются уменьшить размер PCB и сделать его еще пригодным для производства. Хотя проектное требование может привести к многочисленным ограничениям, важно также не допускать чрезмерного ограничения конструкции. изучение из моделирования и анализа более мудро, чем простое обязательное проектирование.

симуляция - ключ

Once the circuit is designed and the schematic is drawn, Пришло время проверить, обычно это делается с помощью инструмента моделирования. The purpose of simulation is not to replace physical prototype generation, Но чтобы избежать повторения создать прототип, Потому что моделирование позволяет Конструкторам обнаружить дефекты конструкции, которые обычно не могут быть обнаружены до создания прототипа.

в процессе моделирования можно попробовать различные проектные топологии и заменить их оборудованием разных производителей для проверки их влияния на производительность цепи. Однако при моделировании существует множество проблем с наличием и эффективностью моделей. В настоящее время во всех общеупотребительных комплектах ПКБ имеются дорогостоящие библиотеки моделей, однако в некоторых случаях конкретное оборудование может отсутствовать. Однако поставщики оборудования обычно решают эту проблему, размещая на своих веб - сайтах модели Spice, и поэтому их можно найти на веб - сайтах поставщиков оборудования.

ограниченность обходной проводки

But Spice-based simulation also has limitations. Он может генерировать идеальный аналоговый сигнал, который не обязательно отражает реальную ситуацию. The real signal may have noise and phase shifts that change the realism.

физическая реализация

После устранения проблемы свойства с помощью имитации, the next step is to place and route the circuit to generate a physical prototype. компоновка и проводка должны обеспечивать соответствие характеристик схемы требованиям, and ensure that the board shape matches the design shape parameters. сейчас, it will be very necessary to cooperate with the mechanical engineer.

проектное ограничение

There are many challenges in PCB layout, the main one of which is to ensure that the constraints are met. Эти ограничения используются для решения проблемы целостности сигнала, manufacturability issues, электромагнитные помехи, тепловой эффект, or a combination of these issues.

Помимо ограничений на проектирование, многие факторы, связанные с современными технологиями, связанными с конкретными видами оборудования, усложняют конфигурацию PCB и прокладку проводов. например, передовые технологии герметизации полупроводников, такие, как чип - on - board, Коб, делают проводки чрезвычайно трудными. В настоящее время упаковка с высокой плотностью может содержать более 2000 штырей, а расстояние между зажимами составляет менее 0,65 мм. Такая упаковка создает значительные трудности для управления скоростью I / O и сигналов, а также является высококвалифицированной работой по маршрутизации таких пакетов.

программируемая логическая схема устройства PCB и проводки - это еще одна проблема. Некоторые высококачественные комплекты ПКБ (такие, как комплекты ПКБ, предоставленные "Altium" и "Mentor Graphics") могут быть тесно связаны с проектно - конструкторскими инструментами поставщиков FPGA и могут быть использованы для завершения разработки собственных комплексных конструкций FPGA и PCB.

в прошлом основная конфигурация пяток FPGA, как правило, выполнялась инженером - проектировщиком FPGA, однако в процессе конфигурации не было уделено достаточного внимания компоненту PCB и проводке. В настоящее время известно, что источником ввода и вывода данных является программируемый I / O FPGA. изменить конфигурацию FPGA, с тем чтобы она соответствовала планировке PCB, гораздо проще, чем изменить конфигурацию PCB, с тем чтобы она соответствовала параметрам I / O FPGA.

окончательный осмотр

последний шаг перед созданием конфигурации PCB - проверка. The signal integrity and timing must be checked to ensure that the signal reaches the destination in time and has sufficient quality assurance. при этом будет показан конфликт настроек, это нужно взвешивать.

At the end of the проектирование PCB, Необходимо создать данные, including all documents related to production, Сборка и испытание. Throughout the design process, для понимания технических возможностей и ограничений производителя необходимо наладить надлежащую связь между членами проектной группы и производителем. Кроме того, the manufacturing data must be verified so that the design engineer has the last chance to find errors.