PCB和電子產品設計知識分享

　　在電子設計中，PCB是我們設計內容的物理載體，所有我們設計意圖的終實現就是通過PCB板來表現的。這樣PCB設計在任何項目中是不可缺少的一個環(huán)節(jié)。

　　但在以前的設計中，由于頻率很低，密度很小，器件的管教間的間距很大，PCB設計的工作是以連通為目的的，沒有任何其他功能和性能的挑戰(zhàn)。所以在很長的一段時間里，PCB設計在整個項目中的地位是很低的。通常是由硬件邏輯連接設計人員來進行PCB的物理連接的。目前在有的一些小產品上還是這樣的開發(fā)模式。

　　隨著電子、通信技術的飛速發(fā)展，今天的PCB設計面臨的已經是與以往截然不同的、全新的挑戰(zhàn)。主要表現在以下幾個方面：

　　1、信號邊緣速率越來越快，片內和片外時鐘速率越來越高，現在的時鐘頻率不再是過去的幾兆了，上百兆上千兆的時鐘在單板上越來越普遍。由于芯片工藝的飛速發(fā)展，信號的邊沿速率也是越來越快，目前信號的上升沿都在1ns左右。這樣就會導致系統和板級SI、EMC問題更加突出；

　　2、電路的集成規(guī)模越來越大，I/O數越來越多，使得單板互連密度不斷加大；由于功能的越來越強大，電路的集成度越來越高。芯片的加工工藝水平也越來越高。過去的DIP封裝在現在的單板上幾乎銷聲匿跡了，小間距的BGA、QFP成為芯片的主流封裝。這樣使得PCB設計的密度也就隨之加大。

　　3、產品研發(fā)以及推向市場的時間不斷減少，使得我們必須面臨性設計成功的嚴峻挑戰(zhàn)；時間就是成本，時間就是金錢。在電子產品這樣更新換代特別快的領域，產品面世早一天，他的利潤機會窗就會大很多。

　　4、由于PCB是產品實現的物理載體。在高速電路中，PCB質量的好壞之間關系到產品的功能和性能。同樣的器件和連接，不同的PCB載體，他們的結果是不同的。

　　所以，現在設計的流程已經在慢慢的轉變了。以前設計中邏輯功能的設計往往占了硬件開發(fā)設計的80％以上，但現在這個比例一直在下降，在目前硬件設計中邏輯功能設計方面的只占到50％，有關PCB設計部分則也占據了50％的時間。預計在將來的設計中，硬件的邏輯功能開銷要越來越小，而開發(fā)設計規(guī)則等高速PCB設計方面的開銷將達到80%甚至更高。

　　所有的這些只是說明，PCB設計將是現在和未來設計中的重點，也是難點。

　　通常，我們的PCB設計中主要關注以下幾點：

　　1、 功能的實現

　　2、 性能的穩(wěn)定

　　3、 加工的簡易

　　4、 單板的美觀

　　功能的實現是我們PCB的步。在過去的設計中由于信號邊沿的速率和時鐘頻率比較低，只要邏輯的連接沒有錯誤，物理連接的好壞不會影響到使用的性能。但這樣的觀點在現在的設計中是不使用的。有一個例子可以很好的表明這一點：

　　美國一家的影象探測系統制造商的電路板設計師們近碰到一件奇特的事：一個7年前就已經成功設計、制造并且上市的產品，一直以來都能夠非常穩(wěn)定可靠地工作，而近從生產線上下線的產品卻出現了問題，產品不能正常運行。

　　所以，邏輯的真確連接也不能使功能真確實現。物理連接的好壞也是功能實現的主要條件。

　　性能的保證就靠PCB的設計了，這個觀點大家都有體會。同樣的邏輯連接，同樣的器件，不同的PCB他們的性能測試結果就不同。好的設計不光產品穩(wěn)定性高，而且可以通過各種要求苛刻的測試。但不理想的設計就不可能達到這樣的效果。在一些低端產品中，很多廠家使用的芯片組是相同的，邏輯連接也是相似的。的不同就是各自的PCB設計水平的高低，產品的差異性主要就是體現在PCB的設計上了。

　　加工的簡易程度也是PCB設計好壞的一個重要指標。好的PCB設計是方便加工，維護，測試、制造的。PCB的好壞不僅和PCB加工廠家，SMT廠家的生產效率有關，還和我們測試、調試方便息息相關。

　　美觀大方也是PCB設計的一個要素。整體的美觀和大氣，使人看到就覺得舒服。PCB也是一件工藝品。好的PCB會讓人駐足留戀的。

　　PCB設計是一門綜合性的學科，是質量、成本、時間等多方面相互協調的產物。在PCB設計中沒有，只有更好?？傊?，高速PCB的設計是今天系統設計領域面臨的嚴肅挑戰(zhàn)，無論是設計方法、設計工具、還是設計隊伍的構成以及工程師的設計思路，都需要積極認真地去應對。