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如何利用市面上流行的EDA工具来实现PCB的设计

发布时间:19-10-09 阅读:742

只管现在的EDA对象很强大年夜,但跟着PCB尺寸要求越来越小,器件密度越来越高,PCB设计的难度并不小。若何实现PCB高的布通率以及缩短设计时间呢?本文先容PCB筹划、结构和布线的设计技术和要点。现在PCB设计的光阴越来越短,越来越小的电路板空间,越来越高的器件密度,极其苛刻的结构规则和大年夜尺寸的组件使得设计师的事情加倍艰苦。为了办理设计上的艰苦,加快产品的上市,现在很多厂家倾向于采纳专用EDA对象来实现PCB的设计。但专用的EDA对象并不能孕育发生抱负的结果,也不能达到100%的布通率,而且很乱,平日还需花很多光阴完成余下的事情。

现在市道市面优势行的EDA对象软件很多,但除了应用的术语和功能键的位置不一样外都大年夜同小异,若何用这些对象更好地实现PCB的设计呢?在开始布线之前对设计进行卖力的阐发以及对对象软件进行卖力的设置将使设计加倍相符要求。下面是一样平常的设计历程和步骤。

1、确定PCB的层数

电路板尺寸和布线层数必要在设计初期确定。假如设计要求应用高密度球栅数组(BGA)组件,就必须斟酌这些器件布线所必要的起码布线层数。布线层的数量以及层叠(stack-up)要领会直接影响到印制线的布线和阻抗。板的大年夜小有助于确定层叠要领和印制线宽度,实现期望的设计效果。

多年来,人们老是觉得电路板层数越少资源就越低,然则影响电路板的制造资源还有许多其它身分。近几年来,多层板之间的资源区别已经大年夜大年夜减小。在开始设计时最好采纳较多的电路层并使敷铜平均散播,以避免在设计临近停止时才发明有少量旌旗灯号不相符已定义的规则以及空间要求,从而被迫添加新层。在设计之前卖力的筹划将削减布线中很多的麻烦。

2、设计规则和限定

自动布线对象本身并不知道应该做些什幺。为完成布线义务,布线对象必要在精确的规则和限定前提下事情。不合的旌旗灯号线有不合的布线要求,要对所有特殊要求的旌旗灯号线进行分类,不合的设计分类也不一样。每个旌旗灯号类都应该有优先级,优先级越高,规则也越严格。规则涉及印制线宽度、过孔的最大年夜数量、平行度、旌旗灯号线之间的互相影响以及层的限定,这些规则对布线对象的机能有很大年夜影响。卖力斟酌设计要求是成功布线的紧张一步。

3、组件的结构

为最优扮装置历程,可制造性设计(DFM)规则会对组件结构孕育发生限定。假如装置部门容许组件移动,可以对电路适当优化,更便于自动布线。所定义的规则和约束前提会影响结构设计。

在结构时需斟酌布线路径(routing channel)和过孔区域。这些路径和区域对设计职员而言是显而易见的,但自动布线对象一次只会斟酌一个旌旗灯号,经由过程设置布线约束前提以及设定可布旌旗灯号线的层,可以使布线对象能像设计师所设想的那样完成布线。

4、扇出设计

在扇出设计阶段,要使自动布线对象能对组件引脚进行连接,外面贴装器件的每一个引脚至少应有一个过孔,以便在必要更多的连接时,电路板能够进行内层连接、在线测试(ICT)和电路再处置惩罚。

为了使自动布线对象效率最高,必然要尽可能应用最大年夜的过孔尺寸和印制线,距离设置为50mil较为抱负。要采纳使布线路径数最大年夜的过孔类型。进行扇出设计时,要斟酌到电路在线测试问题。测试夹具可能很昂贵,而且平日是期近将投入周全临盆时才会订购,假如这时刻才斟酌添加节点以实现100%可测试性就太晚了。

颠末慎重斟酌和猜测,电路在线测试的设计可在设计初期进行,在临盆历程后期实现,根据布线路径和电路在线测试来确定过孔扇出类型,电源和接地也会影响到布线和扇出设计。为低落滤波电容器连接线孕育发生的感抗,过孔应尽可能接近外面贴装器件的引脚,需要时可采纳手动布线,这可能会对原本设想的布线路径孕育发生影响,以致可能会导致你从新斟酌应用哪种过孔,是以必须斟酌过孔和引脚感抗间的关系并设定过孔规格的优先级。

5、手动布线以及关键旌旗灯号的处置惩罚

只管本文主要叙述自动布线问题,但手动布线在现在和将来都是印刷电路板设计的一个紧张历程。采纳手动布线有助于自动布线对象完成布线事情。如图2a和图2b所示,经由过程对遴选出的收集(net)进行手动布线并加以固定,可以形成自动布线时可依据的路径。

无论关键旌旗灯号的数量有若干,首先对这些旌旗灯号进行布线,手动布线或结合自动布线对象均可。关键旌旗灯号平日必须经由过程精心的电路设计才能达到期望的机能。布线完成后,再由有关的工程职员来对这些旌旗灯号布线进行反省,这个历程相对轻易得多。反省经由过程后,将这些线固定,然后开始对另外旌旗灯号进行自动布线。

6、自动布线

对关键旌旗灯号的布线必要斟酌在布线时节制一些电参数,比如减小散播电感EMC等,对付其它旌旗灯号的布线也类似。所有的EDA厂商都邑供给一种措施来节制这些参数。在懂得自动布线对象有哪些输入参数以及输入参数对布线的影响后,自动布线的质量在必然程度上可以获得包管。

应该采纳通用规则来对旌旗灯号进行自动布线。经由过程设置限定前提和禁止布线区来限制给定旌旗灯号所应用的层以及所用到的过孔数量,布线对象就能按照工程师的设计思惟来自动布线。假如对自动布线对象所用的层和所布过孔的数量不加限定,自动布线时将会应用到每一层,而且将会孕育发生很多过孔。

在设置好约束前提和利用所创建的规则后,自动布线将会达到与预期邻近的结果,当然可能还必要进行一些收拾事情,同时还必要确保其它旌旗灯号和收集布线的空间。在一部分设计完成今后,将其固定下来,以防止受到后边布线历程的影响。

采纳相同的步骤对另外旌旗灯号进行布线。布线次数取决于电路的繁杂性和你所定义的通用规则的若干。每完成一类旌旗灯号后,另外收集布线的约束前提就会削减。但随之而来的是很多旌旗灯号布线必要手动干预。现在的自动布线对象功能异常强大年夜,平日可完成100%的布线。然则当自动布线对象未完玉成部旌旗灯号布线时,就需对余下的旌旗灯号进行手动布线。

7、自动布线的设计要点包括:

7.1略微改变设置,试用多种路径布线;7.2维持基础规则不变,试用不合的布线层、不合的印制线和距离宽度以及不合线宽、不合类型的过孔如盲孔、埋孔等,察看这些身分对设计结果有何影响;7.3让布线对象对那些默认的收集根据必要进行处置惩罚;7.4旌旗灯号越不紧张,自动布线对象对其布线的自由度就越大年夜。

8、布线的收拾

假如你所应用的EDA对象软件能够列出旌旗灯号的布线长度,反省这些数据,你可能会发明一些约束前提很少的旌旗灯号布线的长度很长。这个问题对照轻易处置惩罚,经由过程手动编辑可以缩短旌旗灯号布线长度和削减过孔数量。在收拾历程中,你必要判断出哪些布线合理,哪些布线分歧理。同手动布线设计一样,自动布线设计也能在反省历程中进行收拾和编辑。

9、电路板的外不雅

曩昔的设计经常留意电路板的视觉效果,现在不一样了。自动设计的电路板不比手动设计的美不雅,但在电子特点上能满意规定的要求,而且设计的完备机能获得包管。

滥觞:EEFOCUS



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