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PCB設計信號層數的規劃

2021-04-09 18:28:45

規劃,這是一個在我們人生各個階段一直都狠刷存在感的詞匯。高中的時候,會有人問你,打算要學個什么專業;大學的時候,就有人問,以后打算從事什么行業;工作了之后,就有人問你,以后的人生是怎么規劃的,什么時候結婚、買房、生孩子。。。等等等等一系列的各種規劃不斷的被別人提起,讓你思考。
凡事豫則立,不豫則廢。言前定則不跲,事前定則不困,行前定則不疚,道前定則不窮,有規劃的人生,總是讓人感覺比較穩妥。自然,有規劃的PCB設計,也是更讓人信服,layout工程師也可以少走彎路。pcb設計就像一個建高樓大廈的過程,布線層數規劃就是其中的設計圖紙,規劃好了,布線就自然而然可以水到渠成了。PCB板的層數一般不會事先確定好,會由工程師綜合板子情況給出規劃,總層數由信號層數加上電源地的層數構成。
1、信號層數的規劃
布線通道通常是決定信號層數的重要因素。首先要清楚板上是否有比較深的BGA和連接器,BGA的深度和BGA的PIN間距是決定BGA出線層數的關鍵。例如1.0mm的BGA過孔間一般可以過兩根線,0.8mm的BGA過孔之間只能過一根線,兩者出線層數就有很大的區別。連接器則主要考慮其深度,基本兩個過孔之間過一對差分線。

兩個過孔間只能過一根線的BGA出線,共用4個走線層。

兩個過孔間能過兩根線的BGA出線,共用2個走線層。
其次要考慮板上高速信號的布線通道,因為高速信號處理的時候要求的條件比較多,需要考慮stub、走線間距、參考平面等因素,所以需要優先考慮其布線通道是否足夠。

飛線為高速信號
最后是瓶頸區域的規劃,在基本布局處理好之后,對于比較狹窄的瓶頸區域需要重點關注。綜合考慮差分線、敏感信號線、特殊信號拓撲等情況來具體計算瓶頸區域最多能出多少線,多少層才能讓需要的所有線通過這個區域。

瓶頸的計算
2、電源、地層數的規劃
電源的層數主要由電源的種類數目、分布情況、載流能力、單板的性能指標以及單板的成本決定。電源平面的設置需要滿足兩個條件:電源互不交錯;避免相鄰層重要信號跨分割。
地的層數設置則需要注意以下幾點:主要器件面對應的第二層要有比較完整的地平面;高速、高頻、時鐘等重要信號要參考地平面;主要電源和地平面緊耦合,降低電源平面阻抗等等。
綜合考慮了以上兩點,基本上不會出現有部分線走不通,臨時加層,然后大規模修改,浪費時間成本的情況發生。在我們實際的評估中,可能還需要考慮到加工、板厚等方面的影響。

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