PCB 设计让我们画一些相似之处

2021-06-07

PCB 设计让我们画一些相似之处

在传输線(xiàn)的長(cháng)度方面，我们的印刷電(diàn)路板也以便利换取性能(néng)。额外的走線(xiàn)長(cháng)度是有(yǒu)损的。不仅如此，信号也可(kě)能(néng)在较長(cháng)的轨迹上衰减，因為(wèi)有(yǒu)更多(duō)的攻击面，噪声发生器可(kě)以耦合到信号上。我们必须在可(kě)用(yòng)的几何图形内工作，同时给我们留下无尽的选择。

气隙和铜厚是相互关联的

这让我想到了在设计 PCB 时我们必须管理(lǐ)的其他(tā)权衡。首先想到的是，看到大量電(diàn)流的電(diàn)路板将受益于厚铜层来处理(lǐ)電(diàn)源。同时，我们也喜欢使用(yòng)窄走線(xiàn)并将它们打包在一起，以避开较大设备的内部區(qū)域。

获得正确的堆叠成為(wèi)一种平衡行為(wèi)，允许一些细间距连接以及一些高電(diàn)流应用(yòng)。这种类型的设置的设计规则将允许信号层上的小(xiǎo)气隙，而其他(tā)设置则有(yǒu)更宽敞的间隔规则来供電(diàn)。 

这两件事不能(néng)成為(wèi)好邻居，所以我们需要其他(tā)层作為(wèi)屏障。添加层会增加成本，因此我们必须充分(fēn)利用(yòng)可(kě)用(yòng)的层。在某些情况下，细间距规则仅适用(yòng)于局部區(qū)域。一旦摆脱了连接器或处理(lǐ)器，就会应用(yòng)一套更保守的规则。在这个过程中拨号是一种平衡行為(wèi)。
元件放置怎么样？

我们知道小(xiǎo)尺寸是首选。这就是那些高度集成電(diàn)路的用(yòng)武之地。一个“全能(néng)型”片上系统 (SOC) 实际上有(yǒu)数百个无源部件，也许还有(yǒu)数十个额外的集成電(diàn)路来实际创建一个系统。大多(duō)数这些附加電(diàn)路都希望尽可(kě)能(néng)接近 SOC。

所有(yǒu)的内存和高速链接都希望在桌子上有(yǒu)一席之地。可(kě)能(néng)需要足够的電(diàn)源来保证特殊的電(diàn)源管理(lǐ)集成電(diàn)路或简称 PMIC。当然，任何模拟線(xiàn)都应该短而直地从 SOC 出来。為(wèi)什么 SOC 上没有(yǒu)这些功能(néng)？

这归结為(wèi)芯片架构。相对于构成 SOC 大部分(fēn)空间的几乎不可(kě)见的晶體(tǐ)管门而言，存储单元是巨大的。模拟是一种不同的野兽，擅長(cháng)拾取任何噪音。这导致電(diàn)源硅。这些东西必须单独存在，因為(wèi)它的设计是如此的噪音制造者。

然而，计算设备周围的區(qū)域是热门商(shāng)品。我的意思是字面意义上的。你能(néng)在它周围放置的空间越大越好。该文(wén)件面对小(xiǎo)尺寸的要求。我们想让我们的部分(fēn)靠近在一起并同时分(fēn)开。

所有(yǒu)这些竞争因素都会导致战略性集群，通常按電(diàn)压分(fēn)解事物(wù)，然后重点放在路由上。我们还在 PCB 组件放置的平衡过程中考虑了热和電(diàn)磁干扰。如果我们可(kě)以将事情分(fēn)散得更遠(yuǎn)一些，那么我们就可(kě)以增加我们的测试访问权限。同时，如果我们可(kě)以压缩整个電(diàn)路板，以便在比去年的产品更小(xiǎo)的外壳中為(wèi)更大的電(diàn)池腾出空间，那就太好了。

布線(xiàn)印刷電(diàn)路板的权衡

因此，布線(xiàn)是布局的函数，布局是上述几个因素的函数。其中一些因素相互直接竞争。即使使用(yòng)最好的模拟，也很(hěn)难预测重叠的细微差别。完美是遥不可(kě)及的，所以我们正在寻找的已经足够好了。如果它在保修期内可(kě)靠运行，那么我们就完成了我们的工作。

给定足够長(cháng)的跑道，理(lǐ)论上我们可(kě)以接近一个完美的内存总線(xiàn)，它使用(yòng)最少的曲折和最少的空间，同时保持所有(yǒu)各种连接的最佳分(fēn)离。时序预算可(kě)以设置為(wèi)极小(xiǎo)的允许偏差。问题是时间几乎总是供不应求，因此我们需要信号可(kě)以处理(lǐ)的所有(yǒu)纬度。 

让每个人都开心似乎是不可(kě)能(néng)的。对于每个人，我不仅包括内部团队，还包括提供围绕其芯片构建的参考设计的每个供应商(shāng)，就好像它将是板上唯一的东西一样。营销团队希望它為(wèi) CIS 或返校做好准备，也许是其他(tā)日期。现在，客户想要下周的样品。我们如何处理(lǐ)所有(yǒu)这些相互竞争的利益？

你知道这是怎么回事。電(diàn)路板设计人员在时间和空间可(kě)用(yòng)的情况下考虑所有(yǒu)要求。第一个修订版出来了，我们了解到了没人能(néng)想到的问题。深夜带来的突破几乎总是会导致解决方案在下一次迭代中涉及更多(duō)部分(fēn)。