在傳統設計過程中, PCB設計 包括電路設計, 佈局設計, PCB生產, 依次量測和調試步驟. 在電路設計階段, 由於缺乏有效的方法和手段來分析訊號在實際PCB板上的傳輸特性, 電路設計通常只能根據元件製造商和專家的建議以及以往的設計經驗進行. 因此, 用於新設計項目, 通常很難根據具體情況正確選擇訊號拓撲和組件參數等因素.
在PCB佈局設計階段,也很難對PCB元件佈局和訊號佈線引起的訊號效能變化進行實时分析和評估,囙此佈局設計的質量更多地取決於設計師的經驗。 在PCB生產階段,
因為每個PCB板和組件製造商的流程並不完全相同, PCB板和組件的參數通常具有較大的公差範圍, 使PCB板的效能更難控制.
在 traditional PCB設計 過程, 只有在生產完成後,才能通過儀器量測來判斷PCB板的效能. The problems found in the PCB board debugging 階段 must be modified in the next PCB board design. 但更困難的是,在以前的電路設計和版圖設計中,有些問題往往難以量化為參數. 因此, 對於更複雜的PCB板, 上述過程通常需要重複多次才能最終滿足設計要求.
可以看出,與傳統的PCB設計方法相比,產品開發週期更長,研發成本也相應更高。
3、基於信號完整性分析的PCB設計方法
基於信號完整性電腦分析的PCB設計過程。 與傳統的PCB設計方法相比,基於信號完整性分析的設計方法具有以下特點:
在PCB板設計之前,首先建立高速數位信號傳輸的信號完整性模型。
根據SI模型,對信號完整性問題進行了一系列預分析,並根據模擬計算結果選擇了合適的元件類型、參數和電路拓撲,作為電路設計的依據。
在電路設計過程中,將設計方案發送到SI模型進行信號完整性分析,並計算和分析元件和PCB板參數的容差範圍、PCB佈局設計中可能的拓撲結構和參數變化等因素。 解決方案空間。
電路設計完成後,每個高速數位信號應具有連續且可實現的解空間。 也就是說,當PCB和元件參數在一定範圍內變化時,PCB板上元件的佈局和PCB板上訊號線的佈線具有一定的靈活性,仍然可以保證信號完整性的要求。
在PCB佈局設計開始之前,將獲得的每個訊號解空間的邊界值用作佈局設計的約束條件,作為PCB佈局和佈線的設計基礎。
在PCB佈局設計過程中,部分完成或完全完成的設計被發送回SI模型進行設計後信號完整性分析,以確認實際佈局設計是否滿足預期的信號完整性要求。 如果模擬結果不能滿足要求,則需要修改版圖設計甚至電路設計,這樣可以减少由於設計不當而導致產品故障的風險。
之後 PCB設計 已完成, 可以製作PCB板. 公差範圍 PCB製造 參數應在信號完整性分析的解空間範圍內.
PCB板製造完成後,使用儀器進行量測和調試,以驗證SI模型和SI分析的正確性,並以此作為校正模型的基礎。
在正確的SI模型和分析方法的基礎上,通常無需或僅需對設計和生產進行幾次重複修改即可最終確定PCB板,這可以縮短產品開發週期,降低開發成本。