PCB (Печатна платка), китайското име е печатна платка, известна още като печатна платка, е важен електронен компонент, опора за електронни компоненти и носител за електрически връзки на електронни компоненти.Тъй като е направен чрез електронен печат, той се нарича „печатна“ платка.
1. Как да изберем печатна платка?
Изборът на печатна платка трябва да намери баланс между изпълнение на изискванията за дизайн, масово производство и цена.Проектните изисквания включват както електрически, така и механични компоненти.Обикновено този проблем с материала е по-важен при проектирането на много високоскоростни печатни платки (честота над GHz).
Например, материалът FR-4, който обикновено се използва днес, може да не е подходящ, тъй като диелектричните загуби при честота от няколко GHz ще имат голямо влияние върху затихването на сигнала.Що се отнася до електричеството, трябва да се обърне внимание дали диелектричната константа (диелектричната константа) и диелектричните загуби са подходящи за проектираната честота.
2. Как да избегнем високочестотни смущения?
Основната идея за избягване на високочестотни смущения е да се сведе до минимум смущението на високочестотните сигнални електромагнитни полета, което е така нареченото кръстосано смущение (Crosstalk).Можете да увеличите разстоянието между високоскоростния сигнал и аналоговия сигнал или да добавите заземяване/шунтови следи до аналоговия сигнал.Обърнете внимание и на шумовата интерференция на цифровата земя спрямо аналоговата земя.
3. При високоскоростен дизайн, как да се реши проблемът с целостта на сигнала?
Целостта на сигнала е основно въпрос на съвпадение на импеданса.Факторите, които влияят на съгласуването на импеданса, включват структурата и изходния импеданс на източника на сигнала, характеристичния импеданс на трасето, характеристиките на края на товара и топологията на трасето.Решението е да се разчита на терминиране и да се коригира топологията на окабеляването.
4. Как се реализира методът на диференциалното разпределение?
Има две точки, на които трябва да обърнете внимание при окабеляването на диференциалната двойка.Едната е, че дължината на двете линии трябва да бъде възможно най-дълга.Има два паралелни начина, единият е, че двете линии се движат по един и същи слой на окабеляване (една до друга), а другият е, че двете линии минават по горния и долния съседни слоеве (над-под).Като цяло, бившият рамо до рамо (един до друг, един до друг) се използва по много начини.
5. За тактова сигнална линия само с един изходен терминал, как да приложите диференциално окабеляване?
За да използвате диференциално окабеляване, има смисъл само източникът на сигнал и приемникът да са диференциални сигнали.Така че не е възможно да се използва диференциално окабеляване за тактов сигнал само с един изход.
6. Може ли да се добави съответстващ резистор между двойките диференциални линии в приемащия край?
Съвпадащото съпротивление между двойките диференциални линии в приемащия край обикновено се добавя и неговата стойност трябва да бъде равна на стойността на диференциалния импеданс.По този начин качеството на сигнала ще бъде по-добро.
7. Защо окабеляването на диференциалните двойки трябва да е близко и успоредно?
Маршрутизирането на диференциалните двойки трябва да бъде правилно близко и успоредно.Така наречената правилна близост е, защото разстоянието ще повлияе на стойността на диференциалния импеданс, което е важен параметър за проектиране на диференциална двойка.Необходимостта от паралелизъм се дължи и на необходимостта да се поддържа постоянството на диференциалния импеданс.Ако двете линии са далеч или близо, диференциалният импеданс ще бъде непоследователен, което ще повлияе на целостта на сигнала (интегритета на сигнала) и забавянето на времето (закъснението на времето).
8. Как да се справим с някои теоретични конфликти в действителното окабеляване
По принцип е правилно да се раздели аналоговата/цифровата земя.Трябва да се отбележи, че следите на сигнала не трябва да пресичат разделеното място (ров), доколкото е възможно, и пътят на връщащия ток (пътят на връщащия ток) на захранването и сигнала не трябва да става твърде голям.
Кристалният осцилатор е аналогова осцилаторна верига с положителна обратна връзка.За да има стабилен осцилационен сигнал, той трябва да отговаря на спецификациите за усилване и фаза на веригата.Въпреки това, спецификацията на трептенията на този аналогов сигнал лесно се нарушава и дори добавянето на следи за защита на земята може да не е в състояние напълно да изолира смущението.И ако е твърде далече, шумът на заземената равнина също ще повлияе на веригата на колебание на положителната обратна връзка.Следователно разстоянието между кристалния осцилатор и чипа трябва да бъде възможно най-близо.
Наистина има много конфликти между високоскоростното маршрутизиране и изискванията за EMI.Но основният принцип е, че резисторите и кондензаторите или феритните перли, добавени поради EMI, не могат да причинят някои електрически характеристики на сигнала да не отговарят на спецификациите.Следователно, най-добре е да използвате техниките за подреждане на окабеляване и подреждане на печатни платки, за да разрешите или намалите проблемите с EMI, като например маршрутизиране на високоскоростни сигнали към вътрешния слой.И накрая, използвайте резисторен кондензатор или феритна перла, за да намалите увреждането на сигнала.
9. Как да разрешим противоречието между ръчното окабеляване и автоматичното окабеляване на високоскоростни сигнали?
Повечето от автоматичните маршрутизатори на по-мощния софтуер за маршрутизиране вече имат зададени ограничения за контрол на метода на маршрутизиране и броя на входовете.Елементите за настройка на възможностите на двигателя за навиване и условията на ограничения на различните EDA компании понякога се различават значително.
Например има ли достатъчно ограничения за контролиране на начина, по който змиеобразните змии могат да бъдат контролирани, разстоянието на диференциалните двойки и т.н.Това ще повлияе дали методът за маршрутизиране, получен чрез автоматично маршрутизиране, може да отговори на идеята на дизайнера.
В допълнение, трудността при ръчно регулиране на окабеляването също има абсолютна връзка със способността на двигателя за навиване.Например възможността за избутване на следи, възможността за избутване на отвори и дори възможността за избутване на следи към мед и т.н. Следователно изборът на рутер със силна способност за навиване на двигателя е решението.
10. Относно тестовите талони.
Тестовият купон се използва за измерване дали характеристичният импеданс на произведената печатна платка отговаря на проектните изисквания с TDR (Time Domain Reflectometer).Обикновено импедансът, който трябва да се контролира, има два случая: единична линия и диференциална двойка.Следователно ширината на реда и разстоянието между редовете (когато има диференциални двойки) на тестовия купон трябва да бъдат същите като редовете, които ще бъдат контролирани.
Най-важното е позицията на земната точка при измерване.За да се намали стойността на индуктивността на заземителния проводник (заземителния проводник), мястото, където TDR сондата (сондата) е заземена, обикновено е много близо до мястото, където се измерва сигналът (върхът на сондата).Следователно разстоянието и методът между точката, в която се измерва сигналът на тестовия купон, и точката на заземяване За да съответства на използваната сонда
11. При високоскоростния дизайн на печатни платки празната зона на сигналния слой може да бъде покрита с мед, но как трябва да се разпредели медта на множество сигнални слоеве върху заземяването и захранването?
Обикновено по-голямата част от медта в празната зона е заземена.Просто обърнете внимание на разстоянието между медта и сигналната линия, когато отлагате мед до високоскоростната сигнална линия, тъй като отложената мед ще намали малко характеристичния импеданс на следата.Също така внимавайте да не повлияете на характеристичния импеданс на други слоеве, като например в структурата на линия с двойна лента.
12. Възможно ли е да се използва моделът на микролентовата линия за изчисляване на характеристичния импеданс на сигналната линия над мощностната равнина?Може ли сигналът между мощността и заземената равнина да се изчисли с помощта на лентов модел?
Да, както силовата равнина, така и заземителната равнина трябва да се считат за референтни равнини при изчисляване на характеристичния импеданс.Например, четирислойна дъска: горен слой-мощен слой-заземен слой-долен слой.Понастоящем моделът на характеристичния импеданс на следата на най-горния слой е моделът на микролентовата линия със силовата равнина като референтна равнина.
13. Като цяло, може ли автоматичното генериране на тестови точки от софтуер върху печатни платки с висока плътност да отговори на изискванията за тестване на масовото производство?
Дали тестовите точки, автоматично генерирани от общия софтуер, отговарят на изискванията на теста зависи от това дали спецификациите за добавяне на тестови точки отговарят на изискванията на тестовото оборудване.Освен това, ако окабеляването е твърде плътно и спецификацията за добавяне на тестови точки е относително строга, може да не е възможно автоматичното добавяне на тестови точки към всеки сегмент от линията.Разбира се, необходимо е ръчно попълване на местата за тестване.
14. Добавянето на тестови точки ще повлияе ли на качеството на високоскоростните сигнали?
Що се отнася до това дали ще се отрази на качеството на сигнала, зависи от начина на добавяне на тестови точки и колко бърз е сигнала.По принцип допълнителни тестови точки (без да се използват съществуващите преходни или DIP щифтове като тестови точки) могат да бъдат добавени към линията или извадени от линията.Първият е еквивалентен на добавяне на малък кондензатор онлайн, докато вторият е допълнителен клон.
Тези две ситуации ще повлияят повече или по-малко на високоскоростния сигнал и степента на влияние е свързана с честотната скорост на сигнала и скоростта на ръба на сигнала (скорост на ръба).Размерът на въздействието може да бъде известен чрез симулация.По принцип колкото по-малка е тестовата точка, толкова по-добре (разбира се, тя трябва да отговаря и на изискванията на тестовото оборудване).Колкото по-къс е клонът, толкова по-добре.
15. Няколко печатни платки образуват система, как трябва да бъдат свързани заземяващите проводници между платките?
Когато сигналът или мощността между различните печатни платки са свързани помежду си, например, платка A има захранване или сигнали, изпратени до платка B, трябва да има еднакво количество ток, протичащ от заземяващия слой обратно към платка A (това е действащия закон на Кирхоф).
Токът върху тази формация ще намери мястото на най-малко съпротивление, за да се върне обратно.Следователно броят на щифтовете, присвоени на заземителната равнина, не трябва да бъде твърде малък на всеки интерфейс, независимо дали е захранване или сигнал, така че да се намали импедансът, което може да намали шума в заземителната равнина.
Освен това е възможно също така да се анализира цялата токова верига, особено частта с голям ток, и да се коригира методът на свързване на формацията или заземяващия проводник, за да се контролира текущият поток (например, създайте нисък импеданс някъде, така че по-голямата част от тока протича от тези места), намалява въздействието върху други по-чувствителни сигнали.
16. Можете ли да представите някои чуждестранни технически книги и данни за дизайна на високоскоростни печатни платки?
Сега високоскоростните цифрови схеми се използват в свързани области като комуникационни мрежи и калкулатори.По отношение на комуникационните мрежи, работната честота на печатната платка е достигнала GHz, а броят на подредените слоеве е до 40 слоя, доколкото знам.
Приложенията, свързани с калкулаторите, също се дължат на напредъка на чиповете.Независимо дали става въпрос за обикновен компютър или сървър (сървър), максималната работна честота на платката също е достигнала 400MHz (като Rambus).
В отговор на изискванията за маршрутизиране с висока скорост и висока плътност, търсенето на слепи/вкопани отвори, микровидове и технология за процес на натрупване постепенно нараства.Тези изисквания за дизайн са достъпни за масово производство от производителите.
17. Две често споменавани формули за характеристичен импеданс:
Микролентова линия (микролента) Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)], където W е ширината на линията, T е дебелината на медта на следата, а H е Разстоянието от следата до референтната равнина, Er е диелектричната константа на материала на PCB (диелектрична константа).Тази формула може да се приложи само когато 0,1≤(W/H)≤2,0 и 1≤(Er)≤15.
Стриплайн (лентова линия) Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(T+0.8W)]} където H е разстоянието между двете референтни равнини, а следата е разположена в средата на двете референтни равнини.Тази формула може да се приложи само когато W/H≤0,35 и T/H≤0,25.
18. Може ли да се добави заземяващ проводник в средата на диференциалната сигнална линия?
Обикновено заземителният проводник не може да се добави в средата на диференциалния сигнал.Тъй като най-важната точка от принципа на приложение на диференциалните сигнали е да се възползват от предимствата, донесени от взаимното свързване (свързване) между диференциалните сигнали, като отмяна на потока, устойчивост на шум и т.н. Ако в средата се добави заземяващ проводник, ефектът на свързване ще бъде унищожен.
19. Дизайнът на твърда гъвкава дъска изисква ли специален софтуер за проектиране и спецификации?
Гъвкавата печатна схема (FPC) може да бъде проектирана с общ софтуер за проектиране на печатни платки.Също така използвайте формата Gerber, за да произвеждате за производители на FPC.
20. Какъв е принципът за правилно избиране на точката на заземяване на печатната платка и корпуса?
Принципът за избор на точка на заземяване на PCB и черупката е да се използва заземяването на шасито, за да се осигури път с нисък импеданс за обратния ток (връщащ ток) и да се контролира пътя на обратния ток.Например, обикновено близо до високочестотното устройство или часовниковия генератор, заземителният слой на печатната платка може да бъде свързан със заземяването на шасито чрез фиксиращи винтове, за да се минимизира площта на цялата токова верига, като по този начин се намали електромагнитното излъчване.
21. С какви аспекти трябва да започнем за DEBUG на платката?
Що се отнася до цифровите схеми, първо определете три неща последователно:
1. Уверете се, че всички стойности на доставките са оразмерени за дизайна.Някои системи с множество захранвания може да изискват определени спецификации за реда и скоростта на определени захранвания.
2. Проверете дали всички честоти на тактовия сигнал работят правилно и няма немонотонни проблеми по фронтовете на сигнала.
3. Потвърдете дали сигналът за нулиране отговаря на изискванията на спецификацията.Ако всичко това е нормално, чипът трябва да изпрати сигнала на първия цикъл (цикъл).След това отстранете грешки според принципа на работа на системата и протокола на шината.
22. Когато размерът на платката е фиксиран, ако повече функции трябва да бъдат включени в дизайна, често е необходимо да се увеличи плътността на следите на печатната платка, но това може да доведе до повишена взаимна интерференция на следите и при в същото време следите са твърде тънки, за да увеличат импеданса.Не може да се намали, моля, експертите да представят уменията във високоскоростния (≥100MHz) дизайн на печатни платки с висока плътност?
При проектирането на високоскоростни печатни платки с висока плътност трябва да се обърне специално внимание на кръстосаните смущения, тъй като имат голямо влияние върху времето и целостта на сигнала.
Ето няколко неща, на които да обърнете внимание:
Контролирайте непрекъснатостта и съвпадението на импеданса на характеристиката на следата.
Размерът на разстоянието между следите.Обикновено разстоянието, което често се вижда, е два пъти по-голямо от ширината на линията.Въздействието на разстоянието между следите върху времето и целостта на сигнала може да бъде известно чрез симулация и може да се намери минималното допустимо разстояние.Резултатите може да варират от чип до чип.
Изберете подходящия метод за прекратяване.
Избягвайте една и съща посока на следите на горните и долните съседни слоеве или дори припокриване на горните и долните следи, тъй като този вид кръстосани смущения е по-голям от този на съседни следи на същия слой.
Използвайте слепи/заровени отвори, за да увеличите площта на проследяване.Но производствените разходи на печатната платка ще се увеличат.Наистина е трудно да се постигне пълен паралелизъм и еднаква дължина в действителното изпълнение, но все пак е необходимо да се направи възможно най-много.
В допълнение, диференциалното прекратяване и прекратяването на общ режим могат да бъдат запазени за смекчаване на въздействието върху времето и целостта на сигнала.
23. Филтърът при аналоговото захранване често е LC верига.Но защо понякога LC филтрира по-малко ефективно от RC?
Сравнението на ефектите на LC и RC филтъра трябва да вземе предвид дали честотната лента, която трябва да бъде филтрирана, и изборът на стойност на индуктивност са подходящи.Тъй като индуктивното съпротивление (реактивно съпротивление) на индуктора е свързано със стойността на индуктивността и честотата.
Ако шумовата честота на захранването е ниска и стойността на индуктивността не е достатъчно голяма, ефектът на филтриране може да не е толкова добър, колкото RC.Въпреки това цената, която трябва да се плати за използването на RC филтриране, е, че самият резистор разсейва мощност, е по-малко ефективен и обръща внимание на това колко мощност може да понесе избраният резистор.
24. Какъв е методът за избор на стойност на индуктивност и капацитет при филтриране?
В допълнение към честотата на шума, която искате да филтрирате, изборът на стойността на индуктивността също взема предвид способността за реакция на моментния ток.Ако изходният терминал на LC има възможност да изведе мигновено голям ток, твърде голяма стойност на индуктивност ще попречи на скоростта на големия ток, протичащ през индуктора, и ще увеличи шума от пулсации.Стойността на капацитета е свързана с размера на стойността на спецификацията на пулсационния шум, която може да бъде толерирана.
Колкото по-малка е изискваната стойност на пулсационния шум, толкова по-голяма е стойността на кондензатора.ESR/ESL на кондензатора също ще окаже влияние.Освен това, ако LC е поставен на изхода на захранването за регулиране на превключването, е необходимо също така да се обърне внимание на влиянието на полюса/нулата, генерирани от LC, върху стабилността на управляващата верига с отрицателна обратна връзка..
25. Как да изпълним изискванията на EMC възможно най-много, без да причиняваме твърде голям натиск върху разходите?
Повишените разходи, дължащи се на електромагнитната съвместимост на печатни платки, обикновено се дължат на увеличаването на броя на заземяващите слоеве за подобряване на екраниращия ефект и добавянето на феритни перли, дросели и други високочестотни устройства за потискане на хармониците.В допълнение, обикновено е необходимо да се сътрудничи с екраниращи структури на други механизми, за да може цялата система да премине изискванията за EMC.Следващите са само няколко съвета за проектиране на печатни платки за намаляване на ефекта на електромагнитното излъчване, генериран от веригата.
Изберете устройство с по-бавна скорост на завъртане, доколкото е възможно, за да намалите високочестотните компоненти, генерирани от сигнала.
Обърнете внимание на разположението на високочестотните компоненти, не твърде близо до външни конектори.
Обърнете внимание на съвпадението на импеданса на високоскоростните сигнали, слоя на окабеляването и пътя на обратния ток (пътя на обратния ток), за да намалите високочестотното отражение и излъчване.
Поставете достатъчно и подходящи отделящи кондензатори на захранващите щифтове на всяко устройство, за да намалите шума на захранването и заземяването.Обърнете специално внимание дали честотната характеристика и температурните характеристики на кондензатора отговарят на проектните изисквания.
Заземяването близо до външния конектор може да бъде правилно отделено от формацията и заземяването на конектора трябва да бъде свързано към заземяването на шасито наблизо.
Използвайте по подходящ начин заземяване/шунтови следи до някои особено високоскоростни сигнали.Но обърнете внимание на ефекта на защитните/шунтовите следи върху характеристичния импеданс на следата.
Силовият слой е 20H навътре от формацията, а H е разстоянието между силовия слой и формацията.
26. Когато има множество цифрови/аналогови функционални блокове в една печатна платка, обичайната практика е да се раздели цифровата/аналоговата маса.Каква е причината?
Причината за разделянето на цифрово/аналогово заземяване е, че цифровата верига ще генерира шум върху захранването и заземяването при превключване между висок и нисък потенциал.Големината на шума е свързана със скоростта на сигнала и големината на тока.Ако заземителната равнина не е разделена и шумът, генериран от веригата в цифровата област, е голям и веригата в аналоговата област е много близо, тогава дори ако цифровият и аналоговият сигнал не се пресичат, аналоговият сигнал пак ще бъде смутен от земния шум.С други думи, методът за неразделяне на цифровите и аналоговите заземявания може да се използва само когато областта на аналоговата верига е далеч от областта на цифровата верига, която генерира голям шум.
27. Друг подход е да се гарантира, че отделното цифрово/аналогово оформление и линиите на цифровия/аналоговия сигнал не се пресичат една друга, цялата печатна платка не е разделена и цифровата/аналогова земя е свързана към тази заземяваща равнина.Какъв е смисълът?
Изискването следите на цифрово-аналогов сигнал да не могат да се пресичат е, защото пътя на връщащия ток (пътя на връщащия ток) на малко по-бързия цифров сигнал ще се опита да тече обратно към източника на цифровия сигнал по земята близо до дъното на следата.кръст, шумът, генериран от обратния ток, ще се появи в областта на аналоговата верига.
28. Как да разгледаме проблема за съвпадение на импеданса при проектирането на схематичната диаграма на високоскоростния дизайн на печатни платки?
При проектирането на високоскоростни PCB вериги съгласуването на импеданса е един от елементите на дизайна.Стойността на импеданса има абсолютна връзка с метода на маршрутизиране, като ходене по повърхностния слой (микролента) или вътрешния слой (лентова/двойна лентова линия), разстоянието от референтния слой (силов слой или заземен слой), ширина на следата, печатна платка материал и т.н. И двете ще повлияят на стойността на характеристичния импеданс на следата.
Това означава, че стойността на импеданса може да се определи само след окабеляване.Общият софтуер за симулация няма да може да вземе предвид някои условия на окабеляване с прекъснат импеданс поради ограничението на модела на линията или използвания математически алгоритъм.Понастоящем само някои терминатори (терминатори), като последователни резистори, могат да бъдат резервирани на схематичната диаграма.за смекчаване на ефекта от прекъсванията на следовия импеданс.Истинското основно решение на проблема е да се опитате да избегнете прекъсване на импеданса при окабеляване.
29. Къде мога да предоставя по-точна библиотека с модели на IBIS?
Точността на модела IBIS пряко влияе върху резултатите от симулацията.По принцип IBIS може да се разглежда като данни за електрическите характеристики на еквивалентната верига на действителния I/O буфер на чипа, който обикновено може да бъде получен чрез преобразуване на модела SPICE, а данните на SPICE имат абсолютна връзка с производството на чип, така че едно и също устройство се предоставя от различни производители на чипове.Данните в SPICE са различни и данните в конвертирания IBIS модел също ще бъдат съответно различни.
Тоест, ако се използват устройствата на производител А, само те имат способността да предоставят точни данни за модела на своите устройства, защото никой друг не знае по-добре от тях от кой процес са направени техните устройства.Ако IBIS, предоставен от производителя, е неточен, единственото решение е непрекъснато да изисквате от производителя да се подобрява.
30. Когато проектират високоскоростни печатни платки, от какви аспекти дизайнерите трябва да вземат предвид правилата на EMC и EMI?
Като цяло дизайнът на EMI/EMC трябва да вземе предвид както излъчените, така и проведените аспекти.Първото принадлежи към частта с по-висока честота (≥30MHz), а второто принадлежи към частта с по-ниска честота (≤30MHz).
Така че не можете просто да обръщате внимание на високата честота и да игнорирате нискочестотната част.Добрият EMI/EMC дизайн трябва да вземе предвид позицията на устройството, подреждането на стека на печатни платки, начина на важни връзки, избора на устройството и т.н. в началото на оформлението.Ако няма по-добра уговорка предварително, това може да бъде разрешено впоследствие. Ще получите два пъти по-голям резултат с половината усилия и ще увеличите разходите.
Например, позицията на тактовия генератор не трябва да е възможно най-близо до външния конектор, високоскоростният сигнал трябва да стигне до вътрешния слой, доколкото е възможно, и да се обърне внимание на непрекъснатостта на съвпадението на характеристичния импеданс и референтен слой, за да се намали отражението, а наклонът (скорост на нарастване) на сигнала, изтласкан от устройството, трябва да бъде възможно най-малък, за да се намали високият. шум от силов самолет.
Освен това обърнете внимание на обратния път на тока на високочестотния сигнал, за да направите зоната на веригата възможно най-малка (т.е. импедансът на веригата да е възможно най-малък), за да намалите радиацията.Също така е възможно да се контролира обхватът на високочестотния шум чрез разделяне на формацията.И накрая, изберете правилно точката на заземяване на печатната платка и корпуса (заземяване на шасито).
31. Как да изберем EDA инструменти?
В настоящия софтуер за проектиране на печатни платки термичният анализ не е силна страна, така че не се препоръчва използването му.За други функции 1.3.4 можете да изберете PADS или Cadence, а съотношението производителност и цена е добро.Начинаещите в PLD проектирането могат да използват интегрираната среда, предоставена от производителите на PLD чипове, и едноточкови инструменти могат да се използват при проектирането на повече от един милион порта.
32. Моля, препоръчайте EDA софтуер, подходящ за високоскоростна обработка и предаване на сигнали.
За конвенционален дизайн на вериги PADS на INNOVEDA е много добър и има съответстващ софтуер за симулация и този тип дизайн често представлява 70% от приложенията.За проектиране на високоскоростни схеми, аналогови и цифрови смесени схеми, решението Cadence трябва да бъде софтуер с по-добра производителност и цена.Разбира се, представянето на Mentor все още е много добро, особено управлението на процеса на проектиране трябва да е най-доброто.
33. Обяснение на значението на всеки слой печатна платка
Topoverlay —- името на устройството от най-високо ниво, наричано още горен копринен екран или легенда на горния компонент, като R1 C5,
IC10.bottomoverlay–подобно многослойна—–Ако проектирате 4-слойна платка, поставяте свободна подложка или чрез, дефинирате я като многослойна, тогава нейната подложка автоматично ще се появи на 4-те слоя, ако я дефинирате само като горен слой, тогава неговата подложка ще се появи само на горния слой.
34. На какви аспекти трябва да се обърне внимание при проектирането, маршрутизирането и оформлението на високочестотни печатни платки над 2G?
Високочестотните печатни платки над 2G принадлежат към дизайна на радиочестотни вериги и не са в обхвата на обсъждането на дизайна на високоскоростни цифрови вериги.Оформлението и маршрутизирането на RF веригата трябва да се разглеждат заедно със схематичната диаграма, тъй като оформлението и маршрутизирането ще предизвикат ефекти на разпространение.
Освен това, някои пасивни устройства в дизайна на RF верига се реализират чрез параметрична дефиниция и медно фолио със специална форма.Поради това са необходими инструменти на EDA за осигуряване на параметрични устройства и редактиране на специално оформено медно фолио.
Mentor's boardstation има специален RF модул за проектиране, който отговаря на тези изисквания.Освен това общият дизайн на радиочестотите изисква специални инструменти за анализ на радиочестотни вериги, като най-известният в индустрията е eesoft на Agilent, който има добър интерфейс с инструментите на Mentor.
35. За високочестотен дизайн на печатни платки над 2G, какви правила трябва да следва дизайнът на микролентите?
За проектирането на радиочестотни микролентови линии е необходимо да се използват инструменти за анализ на 3D поле за извличане на параметрите на предавателната линия.Всички правила трябва да бъдат посочени в този инструмент за извличане на полета.
36. За PCB с всички цифрови сигнали има 80MHz източник на часовник на платката.В допълнение към използването на телена мрежа (заземяване), какъв вид верига трябва да се използва за защита, за да се осигури достатъчна способност за шофиране?
За да се гарантира способността за задвижване на часовника, тя не трябва да се реализира чрез защита.Обикновено часовникът се използва за задвижване на чипа.Общата загриженост относно възможностите на часовника е причинена от множество натоварвания на часовник.Чипът на драйвера на часовника се използва за преобразуване на един часовников сигнал в няколко и се приема връзка от точка до точка.При избора на чипа на драйвера, в допълнение към гарантирането, че той основно съответства на натоварването и фронтът на сигнала отговаря на изискванията (като цяло, часовникът е сигнал с ефективен фронт), при изчисляване на системното време, забавянето на часовника в драйвера чип трябва да се вземе предвид.
37. Ако се използва отделна платка за часовников сигнал, какъв тип интерфейс обикновено се използва, за да се гарантира, че предаването на часовниковия сигнал е по-малко засегнато?
Колкото по-къс е часовниковият сигнал, толкова по-малък е ефектът от предавателната линия.Използването на отделна платка за часовников сигнал ще увеличи дължината на маршрутизирането на сигнала.И земното захранване на платката също е проблем.За предаване на дълги разстояния се препоръчва използването на диференциални сигнали.Размер L може да отговори на изискванията за капацитет на устройството, но вашият часовник не е твърде бърз, не е необходимо.
38, 27M, тактова линия SDRAM (80M-90M), вторият и третият хармоник на тези тактови линии са точно в VHF обхвата и смущението е много голямо, след като високата честота влезе от приемащия край.В допълнение към скъсяването на дължината на линията, какви други добри начини?
Ако третият хармоник е голям, а вторият хармоник е малък, това може да се дължи на това, че работният цикъл на сигнала е 50%, тъй като в този случай сигналът няма четни хармоници.По това време е необходимо да се промени работният цикъл на сигнала.В допълнение, ако часовниковият сигнал е еднопосочен, обикновено се използва съпоставяне на крайната серия на източника.Това потиска вторичните отражения, без да засяга честотата на фронта на часовника.Съвпадащата стойност в края на източника може да се получи чрез използване на формулата на фигурата по-долу.
39. Каква е топологията на окабеляването?
Топология, някои също се наричат ред на маршрутизиране.За реда на окабеляване на свързаната с много портове мрежа.
40. Как да настроите топологията на окабеляването, за да подобрите целостта на сигнала?
Този вид посока на мрежовия сигнал е по-сложна, тъй като за еднопосочни, двупосочни сигнали и сигнали с различни нива, топологията има различни влияния и е трудно да се каже коя топология е от полза за качеството на сигнала.Освен това, когато се прави предварителна симулация, коя топология да се използва е много взискателно за инженерите и изисква разбиране на принципите на веригата, типовете сигнали и дори трудностите при окабеляването.
41. Как да намалим проблемите с EMI чрез организиране на подреждане?
На първо място, EMI трябва да се разглежда от системата, а печатната платка сама по себе си не може да реши проблема.За EMI мисля, че подреждането е главно за осигуряване на най-краткия път за връщане на сигнала, намаляване на зоната на свързване и потискане на смущенията в диференциалния режим.В допълнение, заземителният слой и силовият слой са тясно свързани и разширението е подходящо по-голямо от силовия слой, което е добро за потискане на смущенията в общ режим.
42. Защо се полага мед?
Като цяло има няколко причини за полагане на мед.
1. EMC.За земя с голяма площ или мед за захранване, тя ще играе екранираща роля, а някои специални, като PGND, ще играят защитна роля.
2. Изисквания за процеса на печатни платки.Като цяло, за да се осигури ефектът от галванично покритие или ламиниране без деформация, медта се полага върху слоя печатна платка с по-малко окабеляване.
3. Изисквания за цялост на сигнала, дайте на високочестотните цифрови сигнали пълен обратен път и намалете окабеляването на DC мрежата.Разбира се, има и причини за разсейване на топлината, инсталирането на специално устройство изисква полагане на мед и т.н.
43. В една система са включени dsp и pld, на какви проблеми трябва да се обърне внимание при окабеляване?
Вижте съотношението на скоростта на вашия сигнал към дължината на кабела.Ако забавянето на сигнала по предавателната линия е сравнимо с времето на фронта на промяна на сигнала, трябва да се вземе предвид проблемът с целостта на сигнала.В допълнение, за множество DSP, топологията за маршрутизиране на часовник и сигнал за данни също ще повлияе на качеството и времето на сигнала, което изисква внимание.
44. В допълнение към окабеляването на инструмента protel, има ли други добри инструменти?
Що се отнася до инструментите, в допълнение към PROTEL, има много инструменти за окабеляване, като WG2000 на MENTOR, серия EN2000 и powerpcb, allegro на Cadence, cadstar на zuken, cr5000 и др., всеки със своите силни страни.
45. Какво представлява „пътят за връщане на сигнала“?
Пътят на връщане на сигнала, тоест обратен ток.Когато се предава високоскоростен цифров сигнал, сигналът преминава от драйвера по предавателната линия на PCB към товара и след това товарът се връща към края на драйвера по земята или захранването през най-късия път.
Този обратен сигнал на земята или захранването се нарича обратен път на сигнала.Д-р Джонсън обяснява в книгата си, че предаването на високочестотен сигнал всъщност е процес на зареждане на диелектричния капацитет, поставен между предавателната линия и слоя DC.Това, което SI анализира, са електромагнитните свойства на това заграждение и свързването между тях.
46. Как да проведем SI анализ на конектори?
В спецификацията на IBIS3.2 има описание на модела на конектора.Обикновено използвайте модела EBD.Ако е специална платка, като например задна платка, се изисква SPICE модел.Можете също да използвате софтуер за симулация на много платки (HYPERLYNX или IS_multiboard).Когато изграждате система с няколко платки, въведете параметрите на разпределение на конекторите, които обикновено се получават от ръководството за конектори.Разбира се, този метод няма да е достатъчно точен, но стига да е в допустимите граници.
47. Какви са начините за прекратяване?
Прекратяване (терминал), известно още като съвпадение.Като цяло, според позицията на съвпадение, то се разделя на съвпадение на активния край и съвпадение на терминала.Сред тях, съвпадението на източника обикновено е съвпадение на серията резистори, а съвпадението на терминалите обикновено е паралелно съвпадение.Има много начини, включително изтегляне на резистор, изтегляне на резистор, съпоставяне на Thevenin, съпоставяне на AC и съпоставяне на диод на Шотки.
48. Какви фактори определят начина на прекратяване (съвпадение)?
Методът на съпоставяне обикновено се определя от характеристиките на БУФЕРА, условията на топологията, типовете нива и методите за преценка, като работният цикъл на сигнала и консумацията на енергия на системата също трябва да бъдат взети предвид.
49. Какви са правилата за начина на прекратяване (сравняване)?
Най-критичният проблем в цифровите схеми е проблемът с времето.Целта на добавянето на съвпадение е да се подобри качеството на сигнала и да се получи определяем сигнал в момента на преценката.За сигнали с ефективно ниво качеството на сигнала е стабилно при предпоставката за осигуряване на установяване и време на задържане;за забавени ефективни сигнали, при предпоставката за осигуряване на монотонност на забавянето на сигнала, скоростта на забавяне на промяната на сигнала отговаря на изискванията.В учебника за продукти на Mentor ICX има малко материали за съвпадение.
В допълнение, „High Speed Digital design a handbook of blackmagic“ има глава, посветена на терминала, която описва ролята на съпоставяне върху целостта на сигнала от принципа на електромагнитните вълни, която може да се използва за справка.
50. Мога ли да използвам IBIS модела на устройството, за да симулирам логическата функция на устройството?Ако не, как могат да се извършат симулации на ниво платка и на ниво система?
Моделите на IBIS са модели на поведенческо ниво и не могат да се използват за функционална симулация.За функционална симулация са необходими SPICE модели или други модели на структурно ниво.
51. В система, в която съществуват едновременно цифрови и аналогови, има два метода на обработка.Единият е да се отдели цифровата земя от аналоговата земя.Перлите са свързани, но захранването не е отделено;другото е, че аналоговото захранване и цифровото захранване са разделени и свързани с FB, а земята е унифицирана земя.Бих искал да попитам г-н Ли дали ефектът от тези два метода е еднакъв?
Трябва да се каже, че по принцип е същото.Тъй като мощността и земята са еквивалентни на високочестотни сигнали.
Целта на разграничаването между аналогови и цифрови части е за предотвратяване на смущения, главно смущенията на цифровите вериги към аналоговите вериги.Сегментирането обаче може да доведе до непълен обратен път на сигнала, което да повлияе на качеството на цифровия сигнал и да повлияе на качеството на EMC на системата.
Следователно, без значение коя равнина е разделена, зависи от това дали обратният път на сигнала е разширен и колко обратният сигнал пречи на нормалния работен сигнал.Сега има и някои смесени дизайни, независимо от захранването и заземяването, при планиране отделете оформлението и окабеляването според цифровата част и аналоговата част, за да избегнете междурегионални сигнали.
52. Правила за безопасност: Какви са конкретните значения на FCC и EMC?
FCC: Федерална комисия по комуникациите Американска комисия по комуникациите
EMC: електромагнитна съвместимост електромагнитна съвместимост
FCC е организация за стандарти, EMC е стандарт.Има съответните причини, стандарти и методи за изпитване за обнародването на стандарти.
53. Какво е диференциално разпределение?
Диференциалните сигнали, някои от които също се наричат диференциални сигнали, използват два идентични сигнала с противоположна полярност за предаване на един канал от данни и разчитат на разликата в нивата на двата сигнала за преценка.За да се гарантира, че двата сигнала са напълно съвместими, те трябва да се поддържат успоредни по време на окабеляването, а ширината на линията и разстоянието между линиите остават непроменени.
54. Какво представлява софтуерът за симулация на печатни платки?
Има много видове симулация, високоскоростна цифрова верига, анализ на целостта на сигнала, симулационен анализ (SI), често използваният софтуер е icx, signalvision, hyperlynx, XTK, spectraquest и др. Някои използват и Hspice.
55. Как софтуерът за симулация на печатни платки извършва симулация на LAYOUT?
Във високоскоростните цифрови схеми, за да се подобри качеството на сигнала и да се намали трудността на окабеляването, обикновено се използват многослойни платки за присвояване на специални слоеве на захранване и слоеве на земята.
56. Как да се справим с оформлението и окабеляването, за да осигурим стабилност на сигнали над 50M
Ключът към високоскоростното окабеляване на цифров сигнал е да се намали влиянието на предавателните линии върху качеството на сигнала.Следователно оформлението на високоскоростни сигнали над 100M изисква следите на сигнала да бъдат възможно най-къси.В цифровите схеми високоскоростните сигнали се определят от времето на забавяне на нарастване на сигнала.Освен това различните видове сигнали (като TTL, GTL, LVTTL) имат различни методи за осигуряване на качество на сигнала.
57. RF частта на външното тяло, частта с междинна честота и дори частта с нискочестотната верига, която следи външното тяло, често са разположени на една и съща печатна платка.Какви са изискванията за материала на такава печатна платка?Как да предотвратим взаимното смущение на RF, IF и дори нискочестотните вериги?
Проектирането на хибридна схема е голям проблем.Трудно е да има перфектно решение.
Обикновено радиочестотната верига е разположена и свързана като независима единична платка в системата и дори има специална екранираща кухина.Освен това RF веригата обикновено е едностранна или двустранна и веригата е сравнително проста, като всички те трябва да намалят въздействието върху параметрите на разпределение на RF веригата и да подобрят последователността на RF системата.
В сравнение с общия материал FR4, RF печатните платки са склонни да използват субстрати с висок Q.Диелектричната константа на този материал е сравнително малка, разпределеният капацитет на предавателната линия е малък, импедансът е висок и забавянето на предаването на сигнала е малко.При проектирането на хибридна схема, въпреки че радиочестотните и цифровите вериги са изградени на една и съща печатна платка, те обикновено се разделят на зона на радиочестотна верига и област на цифрова верига, които са разположени и свързани поотделно.Използвайте заземени отвори и екраниращи кутии между тях.
58. За радиочестотната част частта с междинна честота и частта с ниска честота са разположени на една и съща печатна платка, какво решение има mentor?
Софтуерът за проектиране на системи на ниво платка на Mentor, в допълнение към основните функции за проектиране на вериги, също има специален RF модул за проектиране.В RF модула за схематичен дизайн е осигурен параметризиран модел на устройство и е осигурен двупосочен интерфейс с инструменти за анализ на RF вериги и симулация като EESOFT;в модула RF LAYOUT е осигурена функция за редактиране на шаблони, специално използвана за оформление и окабеляване на RF вериги, а също така има и Двупосочен интерфейс на инструментите за анализ на RF вериги и симулация като EESOFT може да обозначава обратно етикетите на резултатите от анализа и симулация обратно към схематичната диаграма и PCB.
В същото време, използвайки функцията за управление на дизайна на софтуера Mentor, повторното използване на дизайна, извеждането на дизайна и съвместния дизайн могат лесно да бъдат реализирани.Ускорява значително процеса на проектиране на хибридна верига.Платката за мобилен телефон е типичен дизайн със смесена схема и много големи производители на дизайн за мобилни телефони използват Mentor плюс eesoft на Angelon като платформа за проектиране.
59. Каква е продуктовата структура на Mentor?
PCB инструментите на Mentor Graphics включват серия WG (преди veribest) и серия Enterprise (boardstation).
60. Как софтуерът за проектиране на PCB на Mentor поддържа BGA, PGA, COB и други пакети?
Autoactive RE на Mentor, разработен от придобиването на Veribest, е първият безмрежов рутер в индустрията с всякакъв ъгъл.Както всички знаем, за сферичните решетки, COB устройствата, безрешетъчните и рутерите с произволен ъгъл са ключът към решаването на скоростта на маршрутизиране.В най-новия autoactive RE са добавени функции като натискане на отвори, медно фолио, REROUTE и т.н., за да бъде по-удобно за прилагане.В допълнение, той поддържа високоскоростно маршрутизиране, включително маршрутизиране на сигнали и диференциално маршрутизиране на двойки с изисквания за забавяне във времето.
61. Как софтуерът за проектиране на печатни платки на Mentor обработва двойки диференциални линии?
След като софтуерът Mentor дефинира свойствата на диференциалната двойка, двете диференциални двойки могат да бъдат маршрутизирани заедно, а ширината на линията, разстоянието и дължината на диференциалната двойка са строго гарантирани.Те могат да бъдат разделени автоматично при среща с препятствия, а методът чрез може да бъде избран при смяна на слоеве.
62. На 12-слойна PCB платка има три захранващи слоя 2.2v, 3.3v, 5v и всяко от трите захранващи устройства е на един слой.Как да се справим със заземяващия проводник?
Най-общо трите захранвания са разположени съответно на третия етаж, което е по-добро за качеството на сигнала.Тъй като е малко вероятно сигналът да бъде разделен на равнинни слоеве.Кръстосаната сегментация е критичен фактор, влияещ върху качеството на сигнала, който обикновено се игнорира от софтуера за симулация.За силовите равнини и заземяващите равнини е еквивалентно за високочестотни сигнали.На практика, в допълнение към отчитането на качеството на сигнала, свързването на равнината на мощността (използване на съседната заземена равнина за намаляване на променливотоковия импеданс на равнината на мощността) и симетрията на подреждане са всички фактори, които трябва да бъдат взети предвид.
63. Как да проверите дали PCB отговаря на изискванията на процеса на проектиране, когато напусне фабриката?
Много производители на печатни платки трябва да преминат през тест за непрекъснатост на мрежата при включване, преди да завърши обработката на печатни платки, за да се уверят, че всички връзки са правилни.В същото време все повече и повече производители използват и рентгенови тестове, за да проверят някои грешки по време на ецване или ламиниране.
За завършената платка след обработка на кръпки обикновено се използва тестова инспекция на ICT, което изисква добавяне на тестови точки на ICT по време на проектирането на печатни платки.Ако има проблем, може да се използва и специално устройство за рентгенова проверка, за да се изключи дали повредата е причинена от обработка.
64. „Защитата на механизма“ защита на корпуса ли е?
даКорпусът трябва да е възможно най-здрав, да се използват по-малко или никакви проводящи материали и да бъде заземен колкото е възможно повече.
65. Необходимо ли е да се вземе предвид проблемът с esd на самия чип при избора на чип?
Независимо дали става въпрос за двуслойна дъска или многослойна дъска, площта на земята трябва да се увеличи колкото е възможно повече.При избора на чип трябва да се имат предвид ESD характеристиките на самия чип.Те обикновено се споменават в описанието на чипа и дори производителността на един и същ чип от различни производители ще бъде различна.
Обърнете повече внимание на дизайна и го обмислете по-изчерпателно и производителността на платката ще бъде гарантирана до известна степен.Но проблемът с ESD все още може да се появи, така че защитата на организацията също е много важна за защитата на ESD.
66. Когато се прави печатна платка, за да се намалят смущенията, трябва ли заземителният проводник да образува затворена форма?
Когато правите печатни платки, най-общо казано, е необходимо да се намали площта на контура, за да се намалят смущенията.При полагане на заземяващия проводник той не трябва да се полага в затворена форма, а в дендритна форма.Площта на земята.
67. Ако емулаторът използва едно захранване и печатната платка използва едно захранване, трябва ли заземяването на двете захранвания да се свърже заедно?
Би било по-добре, ако може да се използва отделно захранване, защото не е лесно да се предизвикат смущения между захранванията, но повечето от оборудването има специфични изисквания.Тъй като емулаторът и печатната платка използват две захранвания, не мисля, че трябва да споделят една и съща земя.
68. Веригата е съставена от няколко печатни платки.Трябва ли да споделят земята?
Една верига се състои от няколко печатни платки, повечето от които изискват общо заземяване, тъй като не е практично да се използват няколко захранвания в една верига.Но ако имате специфични условия, можете да използвате друго захранване, разбира се смущенията ще бъдат по-малки.
69. Проектирайте ръчен продукт с LCD и метална обвивка.При тестване на ESD, той не може да премине теста на ICE-1000-4-2, CONTACT може да премине само 1100V, а AIR може да премине 6000V.При ESD теста за свързване, хоризонталата може да премине само 3000V, а вертикалата може да премине 4000V.Честотата на процесора е 33MHZ.Има ли някакъв начин да преминете ESD тест?
Ръчните продукти са с метални корпуси, така че проблемите с ESD трябва да са по-очевидни, а LCD дисплеите също могат да имат по-неблагоприятни явления.Ако няма начин да промените съществуващия метален материал, препоръчително е да добавите анти-електрически материал вътре в механизма, за да укрепите земята на печатната платка и в същото време да намерите начин за заземяване на LCD.Разбира се, начина на работа зависи от конкретната ситуация.
70. При проектирането на система, съдържаща DSP и PLD, какви аспекти трябва да се имат предвид ESD?
Що се отнася до общата система, трябва да се вземат предвид главно частите в пряк контакт с човешкото тяло и трябва да се извърши подходяща защита на веригата и механизма.Що се отнася до това колко въздействие ESD ще има върху системата, това зависи от различните ситуации.
Време на публикуване: 19 март 2023 г