Altium Designer 中高速 PCB 布局技术指南

2021-07-01

Altium Designer 中高速 PCB 布局技术指南

高速 PCB 布局和布線(xiàn)可(kě)能(néng)很(hěn)复杂，需要考虑多(duō)种不同的因素。设计的重要布局和布線(xiàn)指南涵盖从传输線(xiàn)上的走線(xiàn)宽度到接地间隙、返回路径跟踪、定义的特征阻抗等等。简单的设计软件包根本无法同时处理(lǐ)所有(yǒu)这些限制，電(diàn)路板设计人员只能(néng)手动检查每个互连，并在发现错误时花(huā)费数小(xiǎo)时重新(xīn)设计布局。

Altium Designer 是唯一一款专為(wèi)处理(lǐ)任何電(diàn)子产品而构建的设计应用(yòng)程序。设计团队可(kě)以快速轻松地实施最佳高速 PCB 布局技术，以在单个应用(yòng)程序中使用(yòng)高级工具集确保信号完整性。PCB 设计人员知道，创建高速 PCB 布局需要进行大量计算、测量并符合设计规则，而 Altium Designer 可(kě)帮助自动化许多(duō)这些重要任務(wù)。如果您想在不牺牲信号完整性的情况下简化您的设计流程，请務(wù)必在您的下一块電(diàn)路板中实施这些高速 PCB 布局技术。

适用(yòng)于专业设计师和 PCB 制造商(shāng)的业界最佳電(diàn)子设计和仿真应用(yòng)程序。

今天的现代電(diàn)子设备以更快的速度运行，以更高的密度放置，并且比以往任何时候都需要更准确的布線(xiàn)。人们期望高速设计在未来只会增加功能(néng)，PCB 设计人员需要实施最佳布局和布線(xiàn)实践，以确保他(tā)们的设计正常运行。阻抗控制、返回路径规划和高频 EMI 等设计的重要方面只是高速 PCB 布局的开始。

虽然任何高速電(diàn)路板布局都需要满足许多(duō)要求，但正确的设计软件可(kě)以帮助您将这些要求指定為(wèi)设计规则。然后在您放置组件和布置高速传输線(xiàn)时强制执行这些规则。Altium Designer 是理(lǐ)想的 PCB 设计软件包，可(kě)确保您的高速電(diàn)路板按要求运行并符合行业标准。

什么是高速 PCB 布局和设计？

所有(yǒu)高速 PCB 都具有(yǒu)快速边缘速率的信号，这意味着各种信号的功率谱密度会延伸到高 GHz 范围。高速 PCB 上的这些组件开关速度很(hěn)快，如果布線(xiàn)不当，会产生显着的 EMI。因此，布局、布線(xiàn)、返回路径规划、特性阻抗计算和许多(duō)其他(tā)因素决定了这些设计的稳定性和完整性。

下面列出了任何高速 PCB 中的一些重要布局和布線(xiàn)指南。这些指南旨在帮助确保布局和布線(xiàn)期间的信号完整性，以及帮助防止串扰、辐射和阻抗不连续性等 EMI 问题：

接地层、電(diàn)源层和叠层：确保 PCB 叠层在高速传输線(xiàn)下方有(yǒu)统一的接地，并且不要在接地层/電(diàn)源层的间隙上布線(xiàn)。

特性阻抗：应在传输線(xiàn)中强制执行特定的走線(xiàn)宽度，以确保特性阻抗和输入阻抗在高速互连上具有(yǒu)特定值。

传输線(xiàn)间距：在 PCB 上的走線(xiàn)之间设置足够的间距，以防止明显的串扰并确保信号不会超过接收器的噪声容限。

電(diàn)源完整性：将電(diàn)源层和接地层彼此相邻放置，特别是 PDN 中将為(wèi)高速组件提供電(diàn)源以防止过度振铃的部分(fēn)。

总線(xiàn)和差分(fēn)对路由：在并行总線(xiàn)和差分(fēn)对上强制执行时序匹配，以确保重要信号之间的偏差最小(xiǎo)。

元件放置：确保在 PCB 布局中放置关键的高速元件，以便所有(yǒu)关键信号都可(kě)以通过最小(xiǎo)的层转换进行布線(xiàn)。

此通用(yòng)指南列表将有(yǒu)助于确保您的设计不会成為(wèi)高速 PCB 布局中常见的信号完整性问题的牺牲品。使用(yòng)最好的 PCB 设计软件，您可(kě)以将这些要求编程為(wèi)设计规则，以确保复杂的布局保持信号完整性。

根据设计规则快速检查您的高速 PCB 布局

您的设计规则不应限制您的创造力，而是有(yǒu)助于确保您的设计在布局完成后按要求运行。Altium Designer 的所有(yǒu)布線(xiàn)和布局工具都建立在统一的规则驱动设计引擎之上，以确保可(kě)布線(xiàn)性和与上述指南列表的兼容性。

并行总線(xiàn)和差分(fēn)对需要精确的長(cháng)度/时序匹配以防止歪斜。您可(kě)以使用(yòng) PCB 布線(xiàn)功能(néng)中的長(cháng)度调整工具来强制执行这些条件。

不要让您的電(diàn)路板因為(wèi)常见的信号失真问题而出现故障。您可(kě)以在布線(xiàn)过程中使用(yòng)最好的 PCB 设计工具解决这些问题。

您可(kě)以通过 Altium Designer 中最佳的自动交互式布線(xiàn)功能(néng)确保您的布線(xiàn)满足基本设计规则、保持阻抗并满足偏斜要求。

这种简单的 PCB 需要对高速信号进行阻抗控制布線(xiàn)，以确保信号完整性。

强大的高速 PCB 布線(xiàn)引擎

一旦您的组件放置在您的布局中，就应该仔细调整它们，以确保轻松路由低速、高速和 DC 信号。由于组件和网络数量众多(duō)，在非常密集的设计中布線(xiàn)可(kě)能(néng)很(hěn)困难，尤其是对于高引脚数的 BGA。在组件、去耦電(diàn)路布局和電(diàn)源電(diàn)路之间保持较短的布線(xiàn)可(kě)确保损耗保持在较低水平，但需要一组布線(xiàn)功能(néng)来强制执行高速 PCB 布局中的设计规则和阻抗控制。

使用(yòng)规则驱动的 PCB 布線(xiàn)引擎进行高速 PCB 设计

Altium Designer 中规则驱动的布線(xiàn)引擎通过在您工作时强制执行间隙约束、布線(xiàn)長(cháng)度限制和走線(xiàn)阻抗约束，帮助您遵守基本布線(xiàn)指南。使用(yòng)其他(tā) PCB 设计软件，您需要在布局完成后手动运行 DRC，从而存在设计错误和返工的可(kě)能(néng)性。Altium Designer 可(kě)帮助您在创建 PCB 布局时发现错误并及早纠正它们，这有(yǒu)助于确保您遵守基本的高速 PCB 布局规则。

此外，Altium Designer 的自动交互式布線(xiàn)实用(yòng)程序让您可(kě)以在整个高速 PCB 布局中实施任何布線(xiàn)拓扑。如果您在 PCB 布局中应用(yòng)了间隙规则并强制控制特性阻抗，那么您的自动交互式布線(xiàn)工具将有(yǒu)助于自动布線(xiàn)，同时确保您的布局符合这些重要的设计规则。这些工具有(yǒu)助于确保您不会遇到 EMI、偏斜、阻抗不连续和其他(tā)信号失真源等重大问题。

PCB 布線(xiàn)约束必须编程到您的设计规则中，这样您就不会成為(wèi)常见辐射 EMI 源的牺牲品。

您可(kě)以在 Altium Designer 的层堆栈管理(lǐ)器中轻松确保特性阻抗控制。此工具允许您创建设置為(wèi)设计规则的阻抗配置文(wén)件，以强制执行所需的走線(xiàn)宽度。

如果您可(kě)以保持足够短的走線(xiàn)長(cháng)度，就可(kě)以防止由于纤维编织效应而导致的歪斜累积。Altium Designer 的规则驱动布局引擎将帮助您设置差分(fēn)对的長(cháng)度和时序限制。

只有(yǒu) Altium Designer 為(wèi)您提供了一套完整的高级高速 PCB 设计和布局工具。

PCB 设计规则帮助您准确布線(xiàn)高速 PCB

作為(wèi)业界首屈一指的電(diàn)路板设计软件包，Altium Designer 实现了一个直观的设计界面，该界面完全建立在规则驱动的设计引擎之上。对于高速 PCB 布局，您可(kě)以轻松地将上述所有(yǒu)指南定义為(wèi)布局和布線(xiàn)的设计规则，这将有(yǒu)助于确保您的设计符合基本性能(néng)指标并且可(kě)制造。最重要的是，在您為(wèi)電(diàn)路板布線(xiàn)时将检查高速信号完整性指标，并在布局期间标记错误。您可(kě)以在创建制造可(kě)交付成果之前及早发现错误并解决它们。

使用(yòng) Altium 规则驱动的 PCB 设计软件快速准确地布線(xiàn)

Altium Designer 的强大功能(néng)来自其规则驱动的 PCB 设计引擎，您所有(yǒu)重要的设计、布局、布線(xiàn)、仿真和制造工具都汇集在一起，以保持您的工作效率。Altium Designer 中的所有(yǒu) PCB 设计功能(néng)都构建為(wèi)在一个完整的标准和专用(yòng) PCB 设计规则集之上的单一、统一的设计界面中协同工作。底层规则驱动的设计引擎允许您的所有(yǒu)设计和布線(xiàn)功能(néng)共享数据并无缝协同工作，同时满足重要的设计约束。

Altium Designer 还帮助指导您完成整个 PCB 设计过程，以确保您的電(diàn)路板可(kě)制造。完成高速 PCB 布局后，借助自动化文(wén)档和文(wén)件创建过程，您可(kě)以立即生成制造和装配文(wén)件。您还可(kě)以使用(yòng)免费的应用(yòng)程序扩展和附加功能(néng)自定义您的文(wén)档，例如在 Draftsman 中创建图纸和使用(yòng) ActiveBOM 清理(lǐ)您的 BOM。没有(yǒu)其他(tā) PCB 设计应用(yòng)程序可(kě)以帮助您保持这种生产力并构建先进的電(diàn)子产品。

利用(yòng) Altium Designer 中强大的设计规则引擎，这是唯一可(kě)以帮助您在规则驱动的设计和布局环境中实施最佳高速 PCB 布局技术的应用(yòng)程序。