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PCB設計規則以提高生產(chǎn)率和利潤
集成電路可能需要幾個(gè)不同的電壓域。即使兩個(gè)引腳使用+3.3伏，它們可能也不想連接到同一電壓軌。它們可以用鐵氧體磁珠彼此隔開(kāi)，或者在許多情況下可以通過(guò)單獨的電源分開(kāi)。
高大的圍欄可以成為好鄰居，而許多屏蔽則可以在PCB上實(shí)現良好的共存
復雜芯片的電壓要求會(huì )迅速增加。一個(gè)特定的設備可以滿(mǎn)足幾個(gè)電源域的要求，該設備由為集成電路量身定制的一堆獨立電源組成。電源管理集成電路（PMIC）是一類(lèi)考慮了該功能的設備。這些器件的外圍有開(kāi)關(guān)輸出引腳，通常在BGA場(chǎng)內部深處帶有外部振蕩器引腳。加上所有這些大電感器，您就會(huì )明白為什么可能需要做出看似次優(yōu)的決策。
我們獲得了一份數據手冊，其中包含對PMIC供電的片上系統（SOC）的要求。這些規則將作為設計規則檢查器的測試。這些連接通常以散布在幾層上的形狀制成。我們可以為網(wǎng)絡(luò )分配線(xiàn)寬，但是在使用可被通孔穿透的形狀時(shí)，難度會(huì )更大。一簇通孔可以形成一個(gè)形狀的縫隙，使有效寬度不足以滿(mǎn)足電源需求。
這就是Power Integrity Engineer進(jìn)來(lái)的時(shí)候。將電路板的電源平面幾何圖形饋入其專(zhuān)用軟件將揭示所有熱點(diǎn)。一些域可能滿(mǎn)足要求，而其他域則位于熱圖的紅色區域。我們也許可以添加更多的銅，但這通常是以犧牲同一層上其他形狀的成本為代價(jià)的。它可以成為一種平衡行為。
使所有電源平面都滿(mǎn)足仿真中的規范可能需要幾次迭代。對于移動(dòng)電子來(lái)說(shuō)，這尤其明顯，因為其電路板空間和電池電量非常寶貴。一旦主設備具有令人滿(mǎn)意的形狀集，外圍設備將保持散布狀態(tài)，通常使用單獨的電源進(jìn)行處理。我們希望將那些調節器放置在靠近負載的位置。
效率不高的大型線(xiàn)性調節器除少數應用外，已變得像恐龍一樣。在大多數情況下，開(kāi)關(guān)電源（SMPS）可以解決問(wèn)題。這些器件的輸出具有很多開(kāi)關(guān)噪聲，可通過(guò)在引腳旁邊放置一個(gè)大電感器來(lái)解決。我們可以建立最小的走線(xiàn)寬度和最大的走線(xiàn)長(cháng)度，但是同樣，經(jīng)常使用的形狀很難以此方式進(jìn)行約束。將數據手冊示例視為設計規則集。即使數據表中未提及，屏蔽設備的可能性通常也足以為呼吸提供空間。
防護環(huán)并不總是矩形的，而成本較低的是
對于SMPS應用程序，我建議在放置所有輔助組件時(shí)采用矩形布局。然后，接地環(huán)應構成電源電路。如果布局不符合聯(lián)邦通信委員會(huì )（FCC）制定的規則，則可以在電源上添加可選的EMI屏蔽。
有兩個(gè)基本規則適用于電子設備。第一個(gè)也是最明顯的一個(gè)問(wèn)題是該產(chǎn)品不會(huì )發(fā)出會(huì )干擾附近其他電子設備的輻射。必然的規則是，小發(fā)明應不受其他設備發(fā)出的環(huán)境輻射的影響。如果看起來(lái)像系皮帶和吊帶褲，那您就明白了。很難知道失敗的根源，因此請務(wù)必謹慎。
當涉及分離不同電路時(shí)，謙虛是最好的策略
Ifixit是一個(gè)網(wǎng)站，提供熱門(mén)產(chǎn)品的拆解。他們撕開(kāi)了Magic Leap的增強現實(shí)現實(shí)護目鏡，看起來(lái)主邏輯板上的每個(gè)設備都生活在自己的小金屬外殼中。這是最終解決AR / VR領(lǐng)域中所有功能之間共存問(wèn)題的昂貴方法。
無(wú)論您是使用ECAD軟件來(lái)控制線(xiàn)寬，長(cháng)度和氣隙，還是按照芯片供應商的建議進(jìn)行布局，都有一些規則可以使布局成功。將所有這些規則與制造，組裝和測試設計（DFM，DFA和DFT）結合起來(lái)并不容易。
我們的布局軟件的最新版本實(shí)現了許多新工具。集成SI / PI數據將使我們更快地到達終點(diǎn)。依靠最新的設計規則有助于導航最復雜的設計，但也適用于較簡(jiǎn)單的電路板。對此進(jìn)行預先計劃是預防之道。以后必須重新加工或重新設計PCB是治愈的重中之重。每次都要預防。