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高速电路设计:分析了一块多层板后的感悟 [复制链接]

十层板 层叠结构:上面有FPGADSPCPLD、 ARM蛮复杂的
、板子不是我画的,我分析了下它的布线技巧,有些感悟,写下来跟大家分享下:
1.顶层和底层基本不走信号线,基本上用来扇出器件的引脚后,立即打过孔到中间层去走。一些不关键的信号线,可以在这两层走走,但是很少。
原因:顶层和底层的阻抗不容易控制。高速信号线在这两层走的话,也不利于EMC。
2.电源线: 几乎全部是用粗的铜皮做连接。
原因:这样做的好处无疑是有利于大电流流过。我们通常是画线的,这样虽然容易布线,效果没有铜皮来的好。
3.从DAC 到FPGA的数据线(单端):
为了等长,有的走了蛇形线,除了在走线起始位置处为了扇出而打的过孔外,全程都没有打过孔,有利于信号完整性的保持。
4.从DAC 到FPGA的时钟线(差分)
严格等长和对称
5. 电源平面。
有两个电源平面。电源种类太多,5\3.3\2.5\1.4\1.8\1V 、 有一个平面做了分割,分割的技巧是 根据某个IC主要是哪个电源供电,就分一大片铜皮作为该电源。直接从电源引脚扇出过孔打到该电源平面的相应区域上。另一个平面基本保持完整的3.3V。
6.地平面。
板上有模拟地和数字地,在两个地平面上都做了分割。但是,由于模拟地出自四片DAC,在布局的时候把它们布到了板子的边缘,这样AGND 只占了一小部分,DGND占据板子的绝大部分。因此,地平面的完整性保持的很好。而且没有任何信号线,跨越这两个分割平面。
7. 关于多层板中,有了专用的地平面,那么顶层和底层中 还需要铺地吗?
在这个板子中是铺了的。通过过孔和下面的地平面相连接。我觉得这是很合理的,一方面是为了更好的信号回流,另一方也为了美观。我看过一些人说不必铺地,始终有所怀疑。因为我见过的四层板、六层板,顶层和底层都是铺地了的。
8. 中间的信号层,只允许走信号线吗?能不能走电源线和地线呢?
可以。信号层中可以有GND的铜皮,也可以有电源的铜皮。但是电源层和地层中就不要走信号线了。
9. 关于阻抗匹配的计算。
这是个困惑我很久的问题,我以前一直不知道怎么做阻抗匹配,最近看了王剑宇的一本《高速电路设计实践》,有点恍然大悟的感觉。
(1)哪些线需要做阻抗匹配?
信号上升沿变化很快,而信号线又比较长,满足高速信号的定义(随便哪本高速电路的书籍都能找到)就要考虑给传输线做阻抗匹配。
单端信号一般做50欧姆,差分信号有做90欧姆的。一些很短的线或者速度不是很快的线不必做阻抗匹配。
(2)怎么做阻抗匹配?
首先确定好叠层结构后,向线路板厂商,要一些资料,这些资料包括:绿油的介电常数,PP片的厚度、铜线的厚度、板材的介电常数。
剩下的交给阻抗匹配工具软件如SI 9000,去计算就行了。 单端信号线我们一般是得到在以多宽的信号线去画的时候,正好是传输线阻抗为50欧姆。
差分信号线,我们除了考虑信号线的宽度外,还会得到,差分线之间的距离。
10. 在高速电路设计和多层板设计中,Allegro 的优势不是 AltiumDesigner 所能比拟的。超强的规则约束是最大亮点。还有使用起来,Allegro 给人的感觉就是快。比如你想关掉Allegro 花掉的时间和关掉AD 的时间,就能感受出来。

此帖出自PCB设计论坛

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本帖最后由 dragongtr 于 2018-2-24 17:44 编辑

表层铺地见仁见智吧,EMC没问题可以不铺,铜太碎一般不铺,考虑阻抗的时候一般也不铺,高压应用不铺,表层铺地的话在高速板里面要考虑的事情非常多,我一般选择不铺,懒。。。只要EMC OK一切随意、。。PS:层数少还是尽量铺地吧。。。层数多了就没什么所谓了。
PSS:地可以不铺一般必要的保护带是要放的。。。

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