PCB设计的高速布局指南

对印刷电路板的需求不断升级，以满足日益增长的工业自动化、消费者无线设备以及包括医疗和航空航天在内的不断发展的技术需求。PCB设计工具市场的增长与对更小和更复杂电路板的需求保持同步。这对PCB设计师来说意味着什么，在更广泛的范围内，你会发现自己面临着比以往任何时候都更多的新设计挑战。如果你还没有设计一个高速电路板，你很可能很快就会。

设计高速PCB的布局是建立在作为PCB设计师已经拥有的技能之上的。您仍将放置满足制造设计的组件，仍将设计测试需求，并且仍将使用行业公认的宽度和间距设计规则路由痕迹。然而，这里有一些与高速电路相关的更严格的要求和设计实践，您需要熟悉。我们将介绍其中的一些，让您开始理解高速布局准则。

从示意图开始

有些人可能会说，当涉及到PCB设计的高速布局准则时，原理图应该是你最不担心的问题，但我们不同意。除了将电路的逻辑推入布局工具之外，原理图一直是电路的物理布局应该是什么样子的图形表示。创建一个混乱的，随意的原理图只会增加布局的难度，因为电路的意图没有清楚地传达。当涉及到高速设计时，意图清晰是非常宝贵的。

在高速设计原理图中，不要担心使用多张纸来展开电路。要做的关键事情是在布局物理设计时以易于理解的逻辑方式表示电路流。这尤其适用于信号路径，这些组件组和网络一起代表一个完整的高速电路。为了在PCB中正确地布局信号路径，设计人员需要看到并理解原理图上的实际路径。

还有一些其他的细节，你可以添加到你的原理图，也会有帮助:

• 关键部件放置位置和板侧。

• 在特定组件周围设置隔离区。

• 差动对路由信息。

• 高速路由信息，如对迹线长度、匹配长度、拓扑和控制阻抗线的约束。

不要害怕在示意图中添加尽可能多的信息，以帮助阐明你想要的电路板布局。如果你使用别人来做布局，这不仅是至关重要的，而且它也会帮助你保持有条理。

了解电路板的需求是高速设计的关键

单板材料与叠层

您拥有的最大资源之一是您的PCB制造商。当您开始新的设计时，请尽快与您的晶圆厂和组装供应商接洽。他们将能够帮助您为您的高速设计做出最佳的板材料和堆叠决定。

在规划电路板层堆叠时，您还应该使用阻抗计算器。许多先进的计算器将允许您输入板的材料和厚度，以便计算的痕迹宽度带线和微带路由。

组件放置的高速布局指南

高速设计中的组件放置从遵循标准PCB布局实践和设计规则开始。这意味着你的零件要按照制造设计(DFM)和测试设计(DFT)的指导方针摆放，就像你一直做的那样。它开始变得更加复杂的地方是根据它们的高速电路路径来安排组件。

过去，您可以根据需要自由地将组件分散在电路板上，以平衡位置或为路由提供额外的空间，现在您需要将优先级放在电路路径上。高速电路通常需要在特定部件之间非常紧密地放置，以尽量减少信号需要传播的距离。

您还需要遵循原理图中布局的电路路径，以确保关键网络在引脚之间有最直接的连接。这通常会变成一个真正的平衡行为，以保持DFM和DFT的标准放置规则，而作为设计师，你需要创造一个满足所有要求的放置。

此外，组件的放置需要使信号轨迹不会交叉分裂平面。对于高速来说，更重要的是要确保每个信号都有清晰的返回路径。在您的设计中，您可能还会遇到比正常情况下更大的热问题。这意味着高速设计可能需要更多的冷却，你需要考虑通过成品设备的气流，以防止组件运行过热。

智能高速布局，你不会遇到麻烦在你的板设计

路由高速PCB电路

您在高速设计中所做的许多跟踪路由将与您一直所做的相同。一个可能的区别是轨迹之间的长度要求。有些将具有最小长度要求，而其他可能具有最大长度要求，有些甚至可能需要匹配其他跟踪。幸运的是，您的PCB设计CAD系统将具有帮助您完成此类路由任务的功能。下面是阻抗控制路由的计算迹线宽度(在设置板层堆叠时首先检查的那些)将帮助您设置高速路由规则和属性。

在高速设计中，最直接的跟踪路径并不总是您需要的路由解决方案。例如，您可能需要以菊花链模式路由每个连接，这将增加路由网络的总长度。此时，您可能需要调整组件位置，以便更好地设置所需的高速跟踪路由。你还需要安排高速传输线，记住信号的整个路径。你需要关注的不仅仅是从IC的驱动引脚到电阻的轨迹。这是因为信号路径从驱动程序持续通过所有组件到接收器;这就是所谓的扩展网络或xnet。

是的，当你开始设计高速电路板时，有很多事情要考虑，但这是你作为PCB设计师已经拥有的技能的延续。

幸运的是，有很多帮助你在PCB设计工具．它们将使您能够轻松地路由差分对、匹配跟踪长度、高速拓扑和信号路径。此外，PCB设计工具如Allegro是否拥有完整的设计规则这将帮助您在高速PCB设计中保持正轨。

如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈吧．