Altium Designer 中高速 PCB 布局技術(shù)指南

2021-07-01

Altium Designer 中高速 PCB 布局技術(shù)指南

高速 PCB 布局和布線(xiàn)可能很復雜，需要考慮多種不同的因素。設計的重要布局和布線(xiàn)指南涵蓋從傳輸線(xiàn)上的走線(xiàn)寬度到接地間隙、返回路徑跟蹤、定義的特征阻抗等等。簡(jiǎn)單的設計軟件包根本無(wú)法同時(shí)處理所有這些限制，電路板設計人員只能手動(dòng)檢查每個(gè)互連，并在發(fā)現錯誤時(shí)花費數小時(shí)重新設計布局。

Altium Designer 是唯一一款專(zhuān)為處理任何電子產(chǎn)品而構建的設計應用程序。設計團隊可以快速輕松地實(shí)施最佳高速 PCB 布局技術(shù)，以在單個(gè)應用程序中使用高級工具集確保信號完整性。PCB 設計人員知道，創(chuàng )建高速 PCB 布局需要進(jìn)行大量計算、測量并符合設計規則，而 Altium Designer 可幫助自動(dòng)化許多這些重要任務(wù)。如果您想在不犧牲信號完整性的情況下簡(jiǎn)化您的設計流程，請務(wù)必在您的下一塊電路板中實(shí)施這些高速 PCB 布局技術(shù)。

適用于專(zhuān)業(yè)設計師和 PCB 制造商的業(yè)界最佳電子設計和仿真應用程序。

今天的現代電子設備以更快的速度運行，以更高的密度放置，并且比以往任何時(shí)候都需要更準確的布線(xiàn)。人們期望高速設計在未來(lái)只會(huì )增加功能，PCB 設計人員需要實(shí)施最佳布局和布線(xiàn)實(shí)踐，以確保他們的設計正常運行。阻抗控制、返回路徑規劃和高頻 EMI 等設計的重要方面只是高速 PCB 布局的開(kāi)始。

雖然任何高速電路板布局都需要滿(mǎn)足許多要求，但正確的設計軟件可以幫助您將這些要求指定為設計規則。然后在您放置組件和布置高速傳輸線(xiàn)時(shí)強制執行這些規則。Altium Designer 是理想的 PCB 設計軟件包，可確保您的高速電路板按要求運行并符合行業(yè)標準。

什么是高速 PCB 布局和設計？

所有高速 PCB 都具有快速邊緣速率的信號，這意味著(zhù)各種信號的功率譜密度會(huì )延伸到高 GHz 范圍。高速 PCB 上的這些組件開(kāi)關(guān)速度很快，如果布線(xiàn)不當，會(huì )產(chǎn)生顯著(zhù)的 EMI。因此，布局、布線(xiàn)、返回路徑規劃、特性阻抗計算和許多其他因素決定了這些設計的穩定性和完整性。

下面列出了任何高速 PCB 中的一些重要布局和布線(xiàn)指南。這些指南旨在幫助確保布局和布線(xiàn)期間的信號完整性，以及幫助防止串擾、輻射和阻抗不連續性等 EMI 問(wèn)題：

接地層、電源層和疊層：確保 PCB 疊層在高速傳輸線(xiàn)下方有統一的接地，并且不要在接地層/電源層的間隙上布線(xiàn)。

特性阻抗：應在傳輸線(xiàn)中強制執行特定的走線(xiàn)寬度，以確保特性阻抗和輸入阻抗在高速互連上具有特定值。

傳輸線(xiàn)間距：在 PCB 上的走線(xiàn)之間設置足夠的間距，以防止明顯的串擾并確保信號不會(huì )超過(guò)接收器的噪聲容限。

電源完整性：將電源層和接地層彼此相鄰放置，特別是 PDN 中將為高速組件提供電源以防止過(guò)度振鈴的部分。

總線(xiàn)和差分對路由：在并行總線(xiàn)和差分對上強制執行時(shí)序匹配，以確保重要信號之間的偏差最小。

元件放置：確保在 PCB 布局中放置關(guān)鍵的高速元件，以便所有關(guān)鍵信號都可以通過(guò)最小的層轉換進(jìn)行布線(xiàn)。

此通用指南列表將有助于確保您的設計不會(huì )成為高速 PCB 布局中常見(jiàn)的信號完整性問(wèn)題的犧牲品。使用最好的 PCB 設計軟件，您可以將這些要求編程為設計規則，以確保復雜的布局保持信號完整性。

根據設計規則快速檢查您的高速 PCB 布局

您的設計規則不應限制您的創(chuàng )造力，而是有助于確保您的設計在布局完成后按要求運行。Altium Designer 的所有布線(xiàn)和布局工具都建立在統一的規則驅動(dòng)設計引擎之上，以確?？刹季€(xiàn)性和與上述指南列表的兼容性。

并行總線(xiàn)和差分對需要精確的長(cháng)度/時(shí)序匹配以防止歪斜。您可以使用 PCB 布線(xiàn)功能中的長(cháng)度調整工具來(lái)強制執行這些條件。

不要讓您的電路板因為常見(jiàn)的信號失真問(wèn)題而出現故障。您可以在布線(xiàn)過(guò)程中使用最好的 PCB 設計工具解決這些問(wèn)題。

您可以通過(guò) Altium Designer 中最佳的自動(dòng)交互式布線(xiàn)功能確保您的布線(xiàn)滿(mǎn)足基本設計規則、保持阻抗并滿(mǎn)足偏斜要求。

這種簡(jiǎn)單的 PCB 需要對高速信號進(jìn)行阻抗控制布線(xiàn)，以確保信號完整性。

強大的高速 PCB 布線(xiàn)引擎

一旦您的組件放置在您的布局中，就應該仔細調整它們，以確保輕松路由低速、高速和 DC 信號。由于組件和網(wǎng)絡(luò )數量眾多，在非常密集的設計中布線(xiàn)可能很困難，尤其是對于高引腳數的 BGA。在組件、去耦電路布局和電源電路之間保持較短的布線(xiàn)可確保損耗保持在較低水平，但需要一組布線(xiàn)功能來(lái)強制執行高速 PCB 布局中的設計規則和阻抗控制。

使用規則驅動(dòng)的 PCB 布線(xiàn)引擎進(jìn)行高速 PCB 設計

Altium Designer 中規則驅動(dòng)的布線(xiàn)引擎通過(guò)在您工作時(shí)強制執行間隙約束、布線(xiàn)長(cháng)度限制和走線(xiàn)阻抗約束，幫助您遵守基本布線(xiàn)指南。使用其他 PCB 設計軟件，您需要在布局完成后手動(dòng)運行 DRC，從而存在設計錯誤和返工的可能性。Altium Designer 可幫助您在創(chuàng )建 PCB 布局時(shí)發(fā)現錯誤并及早糾正它們，這有助于確保您遵守基本的高速 PCB 布局規則。

此外，Altium Designer 的自動(dòng)交互式布線(xiàn)實(shí)用程序讓您可以在整個(gè)高速 PCB 布局中實(shí)施任何布線(xiàn)拓撲。如果您在 PCB 布局中應用了間隙規則并強制控制特性阻抗，那么您的自動(dòng)交互式布線(xiàn)工具將有助于自動(dòng)布線(xiàn)，同時(shí)確保您的布局符合這些重要的設計規則。這些工具有助于確保您不會(huì )遇到 EMI、偏斜、阻抗不連續和其他信號失真源等重大問(wèn)題。

PCB 布線(xiàn)約束必須編程到您的設計規則中，這樣您就不會(huì )成為常見(jiàn)輻射 EMI 源的犧牲品。

您可以在 Altium Designer 的層堆棧管理器中輕松確保特性阻抗控制。此工具允許您創(chuàng )建設置為設計規則的阻抗配置文件，以強制執行所需的走線(xiàn)寬度。

如果您可以保持足夠短的走線(xiàn)長(cháng)度，就可以防止由于纖維編織效應而導致的歪斜累積。Altium Designer 的規則驅動(dòng)布局引擎將幫助您設置差分對的長(cháng)度和時(shí)序限制。

只有 Altium Designer 為您提供了一套完整的高級高速 PCB 設計和布局工具。

PCB 設計規則幫助您準確布線(xiàn)高速 PCB

作為業(yè)界首屈一指的電路板設計軟件包，Altium Designer 實(shí)現了一個(gè)直觀(guān)的設計界面，該界面完全建立在規則驅動(dòng)的設計引擎之上。對于高速 PCB 布局，您可以輕松地將上述所有指南定義為布局和布線(xiàn)的設計規則，這將有助于確保您的設計符合基本性能指標并且可制造。最重要的是，在您為電路板布線(xiàn)時(shí)將檢查高速信號完整性指標，并在布局期間標記錯誤。您可以在創(chuàng )建制造可交付成果之前及早發(fā)現錯誤并解決它們。

使用 Altium 規則驅動(dòng)的 PCB 設計軟件快速準確地布線(xiàn)

Altium Designer 的強大功能來(lái)自其規則驅動(dòng)的 PCB 設計引擎，您所有重要的設計、布局、布線(xiàn)、仿真和制造工具都匯集在一起，以保持您的工作效率。Altium Designer 中的所有 PCB 設計功能都構建為在一個(gè)完整的標準和專(zhuān)用 PCB 設計規則集之上的單一、統一的設計界面中協(xié)同工作。底層規則驅動(dòng)的設計引擎允許您的所有設計和布線(xiàn)功能共享數據并無(wú)縫協(xié)同工作，同時(shí)滿(mǎn)足重要的設計約束。

Altium Designer 還幫助指導您完成整個(gè) PCB 設計過(guò)程，以確保您的電路板可制造。完成高速 PCB 布局后，借助自動(dòng)化文檔和文件創(chuàng )建過(guò)程，您可以立即生成制造和裝配文件。您還可以使用免費的應用程序擴展和附加功能自定義您的文檔，例如在 Draftsman 中創(chuàng )建圖紙和使用 ActiveBOM 清理您的 BOM。沒(méi)有其他 PCB 設計應用程序可以幫助您保持這種生產(chǎn)力并構建先進(jìn)的電子產(chǎn)品。

利用 Altium Designer 中強大的設計規則引擎，這是唯一可以幫助您在規則驅動(dòng)的設計和布局環(huán)境中實(shí)施最佳高速 PCB 布局技術(shù)的應用程序。