Porady dotyczące przejścia z gniazda szczura na rozbitą płytkę drukowaną

Czy ktoś może zaoferować jakieś przydatne strategie przejścia od gniazda szczura do rozbitej płytki drukowanej?

(Korzystam z Eagle i staram się robić w domu płytki jednostronne / dwustronne)

Rysowanie schematu jest w porządku, ale jeśli chodzi o układanie torów, to przypomina rozplątywanie gigantycznej kuli wełny.

Jednym z zasobów, do którego często polecam, jest samouczek projektowania PCB Davida Jonesa .

Wiele dobrych informacji o rozmieszczeniu komponentów, routingu, tolerancjach, warstwach itp.

Aby powtórzyć to, co powiedzieli inni, a także D. Jones, wszystko zaczyna się od umieszczenia komponentu. Bądź gotów rozerwać, przenieść elementy, zacząć od nowa itp. Nie bądź leniwy ani uparty i spróbuj wcisnąć ten okrągły kołek w kwadratowy otwór. Jeśli routing stanie się trudny, prawdopodobnie istnieje sposób na przenoszenie lub obracanie części, aby nagle stało się łatwiejsze.

Chciałbym zacząć od umieszczenia mojego schematu przede mną. Zasadniczo chcesz, aby twoje części były ułożone w taki sposób, aby ślady nie musiały iść dalej, niż powinny.

Zwykle, gdy ludzie tworzą schematy, starają się, aby ich schematy były „ładne”. Układanie planszy w taki sam sposób jak schemat jest zazwyczaj bardzo dobrym początkiem. Ale zanim to zrobisz, spójrz na wszystko, z czym będziesz musiał faktycznie wchodzić w interakcje, porty USB, porty programowania, przyciski itp. I umieść je tam, gdzie byłoby to najlepsze dla produktu końcowego.

Po rozłożeniu części zacznij od trasowania najważniejszych śladów. Te ślady zawierają dane o dużej prędkości i wolałbyś, aby nie przeskakiwały na różne strony planszy.

Po ułożeniu tych śladów przeprowadź ślady mocy. W tym momencie powinieneś być w stanie dowiedzieć się, jak najlepiej trasować wszystko, co pozostało.

Zazwyczaj zajmuje mi to 3 lub 4 iteracje układania planszy, zanim będę zadowolony z tego, co zrobiłem. Za każdym razem, gdy to robię, dowiaduję się, w jaki sposób należy trasować ślady, aby uprościć routing.

Na koniec, jeśli masz taką możliwość, bądź gotów zmienić, które piny łączą się z urządzeniem peryferyjnym. Na przykład, jeśli masz diodę podłączoną do mikrokontrolera, powinieneś spróbować użyć pinu najbliższego miejsca, w którym chcesz umieścić diodę na płycie. Wiele razy nie masz tej wolności, ale możesz spróbować, jeśli możesz.

Umieść komponenty w dowolny sposób, tak aby układ „miał sens” z punktu widzenia użyteczności. Spraw, aby elementy spolaryzowane zawsze miały tę samą orientację. Umieść złącza na obwodzie płyty, spraw, aby układy scalone miały spójną orientację.

Następnie pozwól autorouterowi zrobić magię, ustawiając DRC tak, aby początkowo używał dużych szerokości śladu (lubię zaczynać około 20 mil). Jeśli nie uda się uzyskać 100% routingu, wpisz „ripup”; w wierszu poleceń, aby zabrać cię z powrotem do gniazda szczurów i zmienić DRC, aby stopniowo zmniejszać szerokości śladów, aż autorouter będzie zadowolony.

Wiem, że wielu „zagorzałych” ludzi ma „problemy” z autoruterem, ale zdaje mi się, że robi to całkiem nieźle. O ile nie wykonujesz naprawdę szerokopasmowego cyfrowego wejścia / wyjścia lub projektu RF, ścieżka, którą podąża sygnał, rzadko będzie powodem do niepokoju. Byłbym jednak ostrożny, jeśli chodzi o umieszczanie takich kryształów w pobliżu układów scalonych, których używają, jeśli takie masz.

Po prostu wymienię tutaj kilka wskazówek w określonej kolejności:

• Najpierw określ swoją strategię mocy / podłoża. O ile to możliwe, używaj płaszczyzny zasilania i uziemienia. Jeśli przyklejasz się do dwustronnej planszy, użyj gruntu zalanego na dnie i pamiętaj o usunięciu osieroconej miedzi. Twoim celem jest zawsze mieć najkrótszą drogę do ziemi. Sygnały o wyższej częstotliwości będą podążać najniższą ścieżką indukcyjności do ziemi, a nie najniższą rezystancją. Może być konieczne dodanie dodatkowych kondensatorów odsprzęgających.

• Zrób układ na siatce, spraw, aby rozmiar siatki był wielokrotnością najmniejszego rozmiaru śledzenia. Twórz większe ślady jako wielokrotność swojej siatki.

• Umieść elementy ze szczególną uwagą na wszelkie sygnały o wysokiej częstotliwości lub szyny o wysokiej pojemności, które wymagają rozważenia efektów linii przesyłowej. Kilka przykładów: magistrala I2C, która łączy się z dużą ilością układów (3-4+), nawet jeśli jest to magistrala o niskiej prędkości. Magistrale SPI @ 1MHz lub wyższe, szczególnie magistrale I2S, dystrybucja zegara, oscylatory kwarcowe, USB, Ethernet, magistrale pamięci itp.

• Autorouters są do dupy. Są one użyteczne, jeśli masz 25 sygnałów GPIO, które są po prostu włączaniem i wyłączaniem i naprawdę nie obchodzi cię, dokąd one idą, nawet wtedy prawdopodobnie podrapiesz się, gdy spojrzysz na to, co to zrobiło. Nigdy nie pozwól, aby prowadził linie zasilania lub sygnałowe. Użyłem altium, orkad i orłów, wszystkie są całkiem złe.

• Nigdy, o ile tak naprawdę nie wiesz, co robisz, nie używaj podzielonej płaszczyzny uziemienia, nawet jeśli arkusz danych ADC / DAC mówi, że potrzebujesz osobnych uziemień analogowych i cyfrowych. Zwróć uwagę na ścieżki powrotne do ziemi, ale nie dziel samolotu.

• Jeśli musisz użyć podzielonej płaszczyzny mocy z powodu obszarów o wielu napięciach zasilania: Żaden sygnał sygnału nie może przekroczyć podziału na sąsiedniej warstwie. Nie ważne, co to jest ślad i co robi, nie przekraczaj tego podziału. Nakładaj blokady na efektowne warstwy, aby to wymusić.

• Podczas umieszczania komponentów może pomóc najpierw ułożyć komponent i jego ściśle powiązany zespół obwodów, a następnie przenieść je na płytę jako grupę. Na przykład w przypadku zasilacza impulsowego sam układ scalony jest często bardzo mały, ale należy również wziąć pod uwagę układ zewnętrznego obwodu pomocniczego, który często należy trzymać bardzo blisko siebie wraz z kontrolowanymi ścieżkami prądu. Najpierw ułóż cały kawałek obwodu poza wymiarami płytki, abyś miał dobre pojęcie, ile faktycznie potrzebuje miejsca. Zrób to samo dla wszystkich układów scalonych, ponieważ nawet czapki odsprzęgające mogą zająć więcej miejsca, niż myślisz.

Nie zamierzam wchodzić w szczegóły, które wszyscy mają. Wykonali świetną robotę, omawiając metodę.

Chciałbym połączyć cię z notatką aplikacji stworzoną przez firmę Intel, która pomogła mi, gdy zaczynałem, zastanowić się nad tym, co powinna najpierw. Jeśli chcesz, aby inne źródła po prostu skomentowały, a ja pokażę ci, dokąd się udałem, aby naprawdę poprawić moją technikę. Może to jednak pokazać, jak uzyskać jakość 4-warstwowej płyty z gruntem i płaszczyzną mocy z dobrze zaprojektowanej 2-warstwowej płyty.

Nie jestem ekspertem, ale to podejście, które stosuję i działa ...

1. Najpierw przeprowadź najważniejsze tory, zaczynając od szyn zasilających i szyn uziemiających

2. W miarę możliwości przeprowadź ziemię wokół krawędzi planszy (ale nie tak blisko, aby dotykała krawędzi)

3. Kolejnym krokiem jest podzielenie obwodu na funkcjonalne elementy składowe

4. Ułóż bloki tak, aby połączenia między nimi były jak najprostsze.

5. Następnie użyłbym automatycznego routingu, aby sprawdzić układ - automatyczne routing powinien zakończyć się sukcesem w ciągu kilku sekund (powiedzmy mniej niż 60, choć oczywiście zależy to od złożoności twojego obwodu), jeśli twoje położenie jest dobre (pamiętaj, że używam protel 99se, nie znam orła, więc czas automatycznego routingu może się różnić)

6. Następnie cofnij trasę automatyczną ... i trasę ręczną ... najpierw trasując ścieżki w obrębie bloków funkcjonalnych, a następnie połączenia między blokami.

Stare powiedzenie mówi, że projekt to 90% rozmieszczenia i 10% routingu, poświęć trochę czasu, aby uzyskać właściwe rozmieszczenie, a reszta się na miejscu.

Przydatną strategią podczas układania płytki jest umieszczenie najpierw większych elementów, a następnie łączników, a następnie mniejszych elementów, takich jak Rs i Cs. Umieszczenie elementów jest bardzo ważne. Podczas routingu zacznij od krytycznych sieci, takich jak zasilanie, masa i dowolne zegary. Następnie rozpocznij routing najkrótszych sieci, pozostawiając najdłuższy do ostatniego.

Ponadto często znajdują się wskazówki dotyczące umieszczania i routingu w arkuszu danych układów scalonych, które wymagają niektórych zewnętrznych komponentów peryferyjnych. Myślę, że nie zostało jeszcze wspomniane. I z mojego doświadczenia nie sugerowałbym używania autoroutera. Mówiono, że jest dobry dla początkujących, ale IMO jest odwrotnie. Jest tak wiele „najlepszych praktyk”, o których większość autorów nie ma wiedzy.

Ponieważ po raz pierwszy miałem do czynienia z uzyskaniem zatwierdzenia płytki drukowanej przez EMV, wiem, jak ważna jest dbałość o szczegóły i jak większość autorouterów mogłaby je zepsuć.