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技術專題
PCB布線
長期以來，將原理圖網(wǎng)絡轉換為印刷電路板上的物理走線一直是布局工程師的職責。過去這通常是手動完成的，設計人員會在網(wǎng)格狀的聚酯薄膜片上以放大的尺寸繪制和重新繪制電路。準備就緒后，這些電路圖將用不透明的膠帶覆蓋并進行光還原處理，以創(chuàng)建所需的制造工具。多年以來，對新電子產(chǎn)品的性能要求迫使人們不得不使用無法通過膠帶準確創(chuàng)建的較小的板元件。加上許多其他原因，迫使電路板設計發(fā)展到了新的水平。進入PCB設計CAD系統(tǒng)。
隨著這些系統(tǒng)的引入，實現(xiàn)了許多新的好處。首先，設計人員可以從原理圖數(shù)據(jù)自動轉換為布局數(shù)據(jù)，而無需手動輸入電子表格的連接性。另一個優(yōu)點是，可以自動檢查并維護電路板上物體之間的間隙容差，例如走線到走線或走線到焊盤。在膠帶固定板上，估計了這些間隙，如果需要，可使用Exacto刀修整一點膠帶，以留出更多空間。
使用PCB設計CAD工具，生產(chǎn)的工作量呈指數(shù)增長。但是，一切都變了，不久，不斷發(fā)展的電子技術開始需要越來越多的PCB設計工具，尤其是在布線領域。
在印刷電路板布局中將跡線連接在一起可能會很有趣。有時，將線跡拖拉并鉤在一起以完成蚊帳甚至是導流的。但是，越來越多的允許以最少的規(guī)則進行基本布線的更簡單的電路板設計正在消失。代替僅連接點，高速設計規(guī)則，嚴格的制造要求和其他約束需要更多的關注。
這是設計人員現(xiàn)在面臨的一些電路板布線挑戰(zhàn)：
縮短設計時間：為了保持競爭優(yōu)勢，需要盡可能減少電路板的設計時間。另外，必須將電路板旋轉保持在最低限度，以減少原型設計費用。這給設計人員帶來了更大的壓力，使他們不得不在第一時間正確完成布線。
多種設計約束：一次，板上的每個網(wǎng)絡都具有相同的走線寬度和間距規(guī)則，但電源和接地除外，后者必須更寬。設計規(guī)則的這種非常簡單的用法現(xiàn)已被用于多個網(wǎng)的不同寬度和間距規(guī)則所取代，在某些情況下，還用于板的不同區(qū)域。
分析期望：為了第一次正確完成跟蹤路由，布局設計人員需要提前知道如何配置他們的設計。除PCB布線工具外，這還需要仿真和分析工具。
復雜的路由要求：當今高速板上的許多路由都需要特定的路由模式或拓撲。例如，較舊的DDR內(nèi)存路由需要使用T拓撲路由模式，而DDR3和DDR4需要逐終端終止拓撲。除此之外，還有必須一起布線的差分對，必須配置為匹配板層堆疊的受控阻抗線以及許多其他要求。
要成功地布線印刷電路板，您需要的不僅僅是高級布線功能。布線在您放置一條軌跡之前就已經(jīng)開始很久了，因此，我們將從PCB設計工具還應該具有的其他一些重要功能開始列出該清單：
電路仿真：SPICE工具不僅可以通過在構建原型之前揭示設計問題來使設計更快地推向市場，而且還可以幫助您進行布線。大多數(shù)高速，高密度設計的走線布線都緊密地包裝在一起。這對于信號定時，阻抗控制和許多其他原因都是必不可少的。但是，當您不得不撕裂并重新路由被錯誤捕獲的跟蹤時，它可能會使整個設計失去平衡。使用電路仿真工具，您可以從一開始就使用正確的原理圖數(shù)據(jù)。
組件放置有助于和檢查：正確地路由跟蹤始于正確放置組件。這意味著需要注意部件之間的適當間距，電路板必須通過可制造性檢查，并且信號路徑必須得到優(yōu)化。與電路模擬器一樣，必須精簡布線以糾正組件放置問題，這會對您承受不起的整個設計產(chǎn)生連鎖反應。
設計規(guī)則和約束：您不僅需要控制多個網(wǎng)絡和區(qū)域的走線寬度和間距，而且還需要管理許多其他設計參數(shù)。約束管理器，如上面PCB設計工具的Cadence系列所示，將使您可以控制設計和電氣的所有物理屬性。您可以設置走線長度，長度匹配，差分對以及許多其他規(guī)則和約束。
分析工具：在分析路由的有效性之前等待構建原型，就像在馬逃跑后關上倉門。最佳的設計過程是與PCB設計系統(tǒng)中的嵌入式分析工具配合使用，以在布線時檢查信號和電源完整性。這樣，您就可以在工作時進行實時更正，而不必稍后重新設計電路板。
有了這些功能，您就可以很好地進行電路板布線。以下是一些最有用的路由工具：
手動交互式路由：無論如何，您將始終需要手動連接一些跟蹤。您的設計工具應允許使用各種編輯選項輕松完成此操作，以補充您的工藝路線。
幻燈片路由：要快速清理痕跡，抓住痕跡片段并將其拉到所需位置的能力非常寶貴。更好的是，它將在滑動時將其他設計對象（例如通孔和走線）移開。
扇出布線：也稱為逸出布線，此自動功能可以通過快速將跡線從高引腳數(shù)的零件中拉出并將其連接至過孔而大有幫助。
差分對布線：差分對必須在布線對之間以一致的間距布線。這些路由器與設計約束中針對線寬和間距值設置的差異對規(guī)則結合使用。
總線路由：這是另一個有用的功能，您可以在其中捕獲一組跟蹤并將它們一起路由。
自動路由：自動路由可以采用多種形式，從單跡線路由到完整批量自動路由，可以根據(jù)用戶的需要路由整個電路板。
跡線調(diào)整：這些路由器還可以與設計約束條件結合使用，并在跡線中添加較小的蛇形線段，以增加其總長度。
清理路由：有很多工具可以清理您板上的路由。有些會斜切痕跡的角落，而另一些會消除不必要的微動和分段。您還可以在連接到過孔的跡線中添加淚滴功能，或者對布線進行光澤處理以使其更具表現(xiàn)力。