不同領(lǐng)域的高速PCB設(shè)計方法不同，工程師們你們真的掌握了嗎？

隨著時代高速發(fā)展，越來越多的產(chǎn)品及系統(tǒng)需要面對愈發(fā)嚴格的性能要求和日益增多的數(shù)據(jù)處理量，這就促使高速PCB設(shè)計逐漸成為現(xiàn)在的PCB工程師必須掌握的進階技能之一。

但是高速PCB設(shè)計需要面對多種不同領(lǐng)域的產(chǎn)品，而不同領(lǐng)域的設(shè)計核心需求自然也不一樣，舉個例子：消費類電子產(chǎn)品追求的是性能和性價比；軍用電子要求的是絕對的可靠性等，所以如果我們面對不同領(lǐng)域的高速PCB項目，該如何設(shè)計？

PART 01 家用電子或小型計算機的領(lǐng)域 首先家用電子或小型計算機的主板設(shè)計，更加注重成本和實效性，所以工程師會盡量采用傳輸速率最快、性能最好的CPU芯片、存儲器技術(shù)和圖形處理模塊。

但需要注意的是，家用電子的主板一般都是四層板設(shè)計，大多數(shù)的高速PCB設(shè)計是無法應(yīng)用到這領(lǐng)域，所以凡是家用電子或小型計算機領(lǐng)域的工程師通常都會選擇過度研究的方法來設(shè)計高速PCB板，簡單來說就是要充分研究設(shè)計，以各種具體情況解決那些高速電路問題。

PART 02 通信領(lǐng)域

相比其他領(lǐng)域，通信領(lǐng)域的高速PCB設(shè)計非常復(fù)雜，這是因為在數(shù)據(jù)、語音和圖像的傳輸應(yīng)用中傳輸速度遠高于500Mbps，而且通信領(lǐng)域的產(chǎn)品迭代更新速度非常高，人們普遍追求更高性能的產(chǎn)品，成本不再是問題，所以工程師會使用更多的PCB半層、足夠的電源層和地層，在任何可能出現(xiàn)高速問題的信號線上采用分立元器件來實現(xiàn)匹配，并且會有SI（信號完整性）和EMC（電磁兼容性）保證布線的仿真和分析，嚴格遵循企業(yè)內(nèi)部的設(shè)計規(guī)定。

所以該通信領(lǐng)域的PCB工程師會采用過度設(shè)計的高速PCB設(shè)計策略。

PART 03 通常高速PCB設(shè)計 大多數(shù)行業(yè)都會采用通常高速PCB設(shè)計，它們的特點是：在高速PCB設(shè)計中，關(guān)鍵元器件廠商如CPU、FPGA、DSP等會提供有關(guān)芯片的設(shè)計資料，這些設(shè)計資料將以參考設(shè)計和設(shè)計指南的方式送出去。

但是這里存在兩個問題：一是元件廠商對信號完整性的了解和應(yīng)用存在一個過程，而系統(tǒng)設(shè)計工程師希望能夠在第一時間內(nèi)獲得最新型的高性能芯片，這意味著元件廠商給出的設(shè)計指南可能不是最先進的，所以很多廠商不同時期會給出多個版本的設(shè)計指南；二是元件廠商給的設(shè)計約束調(diào)節(jié)基本上都是非?？量痰模こ處煗M足所有的設(shè)計規(guī)則可能會比較困難，尤其是在缺乏仿真分析工具和對這些約束規(guī)則不了解的情況下，滿足所有的約束條件就是唯一的高速PCB設(shè)計手段，這樣的設(shè)計策略通常稱之為過度約束。

雖然不同領(lǐng)域的高速PCB設(shè)計方法不同，但不可否認的，他們之間有部分的基礎(chǔ)技術(shù)是通用的，我們來看看吧！

PART 01 電源電路的設(shè)計 在PCB板設(shè)計中，電源電路無疑是最重要的元件之一，是保證電子產(chǎn)品穩(wěn)定工作的首要基礎(chǔ)，電源設(shè)計的重點主要在于如何做到電源模塊的功能設(shè)計優(yōu)化、轉(zhuǎn)換效率的提升及電源通道設(shè)計等，這些難點都必須遵循相應(yīng)的技術(shù)指標和規(guī)則來進行，此外對于敏感電源或大電流的電源，必須結(jié)合PI仿真來提升直流壓降與動態(tài)阻抗及噪聲方面的性能。

PART 02 高速串行信號的設(shè)計

隨著時代發(fā)展，PCIE高速通道、SATA、SAS、LVDS、USB3.0高速通道及高速光網(wǎng)絡(luò)通道等，他們的信號速度已發(fā)展至5G、8G、10G、28G甚至56Gbps的水平，所以工程師們必須嚴格按照相應(yīng)的高速設(shè)計規(guī)則去設(shè)計，也要做好信號完整性的分析與優(yōu)化，否則很容易出現(xiàn)信號質(zhì)量的問題。

PART 03 高速并行信號的設(shè)計

該類設(shè)計主要常見于DDR3、DDR4、Memory Down（板載內(nèi)存條）等電路，工程師在嚴格執(zhí)行原廠Layout Guide的同時，最好通過仿真分析來輔助優(yōu)化布局布線設(shè)計，以確保高速信號的設(shè)計質(zhì)量。

工程師只要按照相應(yīng)的芯片設(shè)計規(guī)則要求，控制好絕對長度與相對等長，同時做好過孔數(shù)量控制、信號跨分割、串擾方面的規(guī)則控制，即可滿足大部分的高速并行信號的設(shè)計。

除此之外，模擬信號設(shè)計、射頻信號、數(shù)模混合電路、DFM、EMC等高速PCB設(shè)計，他們都有一系列的規(guī)則要求。

以上就是關(guān)于高速PCB設(shè)計的總結(jié)，大家學會了嗎？有沒有對你的設(shè)計產(chǎn)生一些幫助呢？如果你覺得還不錯，歡迎分享出來讓更多人看到。