多(duō)板電(diàn)子電(diàn)路设计规则

2020-03-23

有(yǒu)阻值的规划能(néng)让電(diàn)子電(diàn)路设计事半功倍。以设计规则為(wèi)例，许多(duō)電(diàn)子電(diàn)路设计工程师倾向于在每个新(xīn)電(diàn)路板中使用(yòng)新(xīn)的设计规则，而不是依赖于统一的规则。下面介绍多(duō)种规则，以提高多(duō)板電(diàn)子電(diàn)路设计规则的效率。

多(duō)板電(diàn)子電(diàn)路设计规则：一致性和库管理(lǐ)

经常為(wèi)每个正在进行的新(xīn)项目从头创建電(diàn)子電(diàn)路设计规则。这可(kě)能(néng)是因為(wèi)设计部门没有(yǒu)制定可(kě)重复使用(yòng)规则的流程，或者是因為(wèi)電(diàn)子電(diàn)路设计人员只是选择不这样做。无论哪种方式，它都表明需要进行更新(xīn)以提高 效率和一致性的设计工作流程。如果不进行改进，此工作流程可(kě)能(néng)会导致花(huā)费大量额外的时间和精力，以及由于不一致导致的继承问题。

就多(duō)块電(diàn)路板的设计规则而言，每种设计最终都有(yǒu)不同的规则。通常期望设计人员应该充分(fēn)了解规则，以便他(tā)们在每个设计中始终输入相同的值。即使他(tā)们的记忆是正确的，也总是有(yǒu)输入错误的机会。

没有(yǒu)一致性，作為(wèi)整个系统一部分(fēn)的多(duō)个電(diàn)路板最终可(kě)能(néng)会被检查為(wèi)不同的规则。在同一制造面板上使用(yòng)不同的板的情况下，这可(kě)能(néng)是一个更大的问题。如果不同设计之间的一层结构不同，则可(kě)能(néng)导致制造延迟，不良构建以及完整的重新(xīn)设计。

简化多(duō)个電(diàn)路板设计规则的创建的好办法是保存和管理(lǐ)这些规则，以备将来使用(yòng)。原理(lǐ)图符号，仿真模型，设计约束，PCB尺寸和STEP模型都包含在某种我们称為(wèi)库的结构中。库可(kě)以像用(yòng)于存储数据的中央文(wén)件目录一样简单，例如将东西扔进存储桶中，也可(kě)以是具有(yǒu)多(duō)个目录位置和链接的复杂系统。

无论你如何设置CAD库，都没有(yǒu)理(lǐ)由不能(néng)以相同的方式保存電(diàn)子電(diàn)路设计规则集。為(wèi)了成功管理(lǐ)设计规则的“库”，你应该将三种基本实践整合到系统中：

位置：建立一个位于所有(yǒu)用(yòng)户都可(kě)以访问的服務(wù)器中央的位置。设计规则和其他(tā)类型的数据通常保存在某人的个人计算机上，以备后用(yòng)。这会限制其他(tā)人的访问，并且保存的文(wén)件被更改或删除的可(kě)能(néng)性更大。

命名约定：以一种易于他(tā)人识别的方式命名保存的文(wén)件。日期，描述和工作编号都是文(wén)件名的理(lǐ)想选择。

限制写权限：尽量提出一种方法，使设计团队成员可(kě)以将其文(wén)件保存到该位置，但是一旦将文(wén)件保存在该位置就不能(néng)对其进行编辑。发现六层板的设计规则自从你上次使用(yòng)以来已经发生了变化，真是令人沮丧。设计团队成员可(kě)以始终将这些规则复制到新(xīn)文(wén)件中，进行更改，然后以新(xīn)名称保存。

设计数据存储系统到位后，开始使用(yòng)它来保存这些文(wén)件。

多(duō)電(diàn)路板约束，测试和系统级完整性

即使只有(yǒu)一块電(diàn)路板都可(kě)以工作，信号完整性和電(diàn)源完整性也是電(diàn)子電(diàn)路设计的关键因素，需要非常仔细地考虑。与现今的多(duō)板系统相比，有(yǒu)了更简单的電(diàn)源，更少的干扰组件以及更短的信号传播距离，考虑的范围就大大减少了。

系统级信号完整性和EMI

确保适当的多(duō)板信号完整性（SI）的好方法是拥有(yǒu)可(kě)靠且准确的SI分(fēn)析和仿真工具，以在过程的每个步骤中与你的设计一起工作。同时具有(yǒu)高速和低速信号可(kě)以交互固然值得你的SI问题，在已经与所有(yǒu)这些活性成分(fēn)的串扰的可(kě)能(néng)性较大的顶部。有(yǒu)鉴于此，由于高速信号之间的相互作用(yòng)，多(duō)板设计几乎总是会面临更大的EMI风险。

鉴于该工具可(kě)以為(wèi)你提供帮助，或者通过你的知识来增强其功能(néng)，可(kě)以将模拟信号和数字信号分(fēn)开，具有(yǒu)智能(néng)的走線(xiàn)路由（意味着電(diàn)路中没有(yǒu)直角走線(xiàn)），并使信号和返回電(diàn)流紧密耦合，大大减轻了对EMI的担忧。

设计分(fēn)區(qū)和多(duō)板成本分(fēn)析

基于目的和功能(néng)对组件进行物(wù)理(lǐ)分(fēn)组可(kě)以在许多(duō)因素中实现更高的安全性。此过程称為(wèi)PCB分(fēn)區(qū)，它允许多(duō)板设计将子系统视為(wèi)一组组件。

适当的PCB分(fēn)區(qū)可(kě)通过以下方式简化时间并提高成本效益：

1、模块化，或将标准化单元合并到更大的多(duō)个产品设计中。

2、電(diàn)路板间距和实际将電(diàn)路安装在机柜中的距离。

3、创建更便宜，更小(xiǎo)巧的電(diàn)路板以连接到主板，而不是安装在昂贵的多(duō)层板堆叠中。

4、通过在多(duō)板设计中分(fēn)离模拟電(diàn)路和数字電(diàn)路来实现EMI。

PCB约束管理(lǐ)和多(duō)電(diàn)路板协助

许多(duō)约束管理(lǐ)器将配备完成工作所需的阻抗，叠层，网络和平面选项，而好的约束管理(lǐ)器还可(kě)以考虑组件清单和参数，这将使多(duō)板设计更易于管理(lǐ)，尤其是当你处理(lǐ)每个板上的数千个独立组件时。

管理(lǐ)网络类别，设置散热要求并能(néng)够快速调整约束中的散热规范，以及处理(lǐ)信号资格，都是多(duō)板约束管理(lǐ)器的负责部分(fēn)。

多(duō)電(diàn)路板系统架构和電(diàn)子電(diàn)路设计工具

在多(duō)板系统中管理(lǐ)连接器对于系统的整體(tǐ)完整性至关重要。尽管你可(kě)能(néng)已对所有(yǒu)内容进行了适当的规划，但确定连接器在外壳环境中的处理(lǐ)方式，无论你是垂直堆叠还是水平堆叠的電(diàn)路板，并考虑潜在的腐蚀（环境，電(diàn)化，電(diàn)解等），都可(kě)以在确定适合你设计的连接器时至关重要。

考虑到连接器，需要在布局的整个阶段进行仔细的管理(lǐ)，如果还没有(yǒu)足够的考虑，你可(kě)能(néng)会更加注意设计规则和约束管理(lǐ)器。这个工具為(wèi)我节省了很(hěn)多(duō)时间，而经过漫長(cháng)的重新(xīn)路由后，我以各种颜色的線(xiàn)条看到了世界。我没有(yǒu)足够的精力进行最终检查，例如通过阻抗值进行检查。

当设计规则开始在電(diàn)子電(diàn)路设计工具中使用(yòng)时，它们并不是最容易使用(yòng)的东西。你通常必须浏览多(duō)个菜单并填写几种不同的表格。通常，这些系统没有(yǒu)可(kě)靠的方法来保存信息，或者如果保存的话，将保存在未格式化的文(wén)本文(wén)件中。但是时代已经改变了。

如今的電(diàn)子電(diàn)路设计系统通常具有(yǒu)设计规则和约束，可(kě)通过電(diàn)子表格类型实用(yòng)程序进行访问。另外，这些规则和约束通常与设计系统中的其他(tā)功能(néng)相关。例如，阻抗计算器可(kě)以将其值直接输入到规则和约束中，而不必手动输入所有(yǒu)数据。