PCB布线设计－模拟和数字布线的异同工程领域中的数字设计人员和数字电路板设计专家在不断增加，这反映了行业的发展趋势。尽管对数字设计的重视带来了电子产品的重大发展，但仍然存在，而且还会一直存在一部分与 模拟 或现实环境接口的电路设计。模拟和数字领域的布线策略有一些类似之处，但要获得更好的工程领域中的数字设计人员和数字电路板设计专家在不断增加，这反映了行业的发展趋势。尽管对数字设计的重视带来了电子产品的重大发展，但仍然存在，而且还会一直存在一部分与模拟或现实环境接口的电路设计。模拟和数字领域的布线策略有一些类似之处，但要获得更好的结果时，由于其布线策略不同，简单电路布线设计就不再是最优方案了。本文就旁路电容、电源、地线设计、电压误差和由PCB布线引起的电磁干扰(EMI)等几个方面，讨论模拟和数字布线的基本相似之处及差别。模拟和数字布线策略的相似之处旁路或去耦电容在布线时，模拟器件和数字器件都需要这些类型的电容，都需要靠近其电源引脚连接一个电容，此电容值通常为0.1mF。系统供电电源侧需要另一类电容，通常此电容值大约为10mF。这些电容的位置如图1所示。电容取值范围为推荐值的1/10至10倍之间。但引脚须较短，且要尽量靠近器件(对于0.1mF电容)或供电电源(对于10mF电容)。在电路板上加旁路或去耦电容，以及这些电容在板上的位置，对于数字和模拟设计来说都属于常识。但有趣的是，其原因却有所不同。在模拟布线设计中，旁路电容通常用于旁路电源上的高频信号，如果不加旁路电容，这些高频信号可能通过电源引脚进入敏感的模拟芯片。一般来说，这些高频信号的频率超出模拟器件抑制高频信号的能力。如果在模拟电路中不使用旁路电容的话，就可能在信号路径上引入噪声，更严重的情况甚至会引起振动。
上传时间： 2013-11-05
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印刷电路板（PCB）设计解决方案市场和技术领军企业Mentor Graphics（Mentor Graphics）宣布推出HyperLynx® PI（电源完整性）产品，满足业内高端设计者对于高性能电子产品的需求。HyperLynx PI产品不仅提供简单易学、操作便捷，又精确的分析，让团队成员能够设计可行的电源供应系统；同时缩短设计周期，减少原型生成、重复制造，也相应降低产品成本。随着当今各种高性能/高密度/高脚数集成电路的出现，传输系统的设计越来越需要工程师与布局设计人员的紧密合作，以确保能够透过众多PCB电源与接地结构，为IC提供纯净、充足的电力。配合先前推出的HyperLynx信号完整性（SI）分析和确认产品组件，Mentor Graphics目前为用户提供的高性能电子产品设计堪称业内最全面最具实用性的解决方案。“我们拥有非常高端的用户，受到高性能集成电路多重电压等级和电源要求的驱使，需要在一个单一的PCB中设计30余套电力供应结构。”Mentor Graphics副总裁兼系统设计事业部总经理Henry Potts表示。“上述结构的设计需要快速而准 确的直流压降(DC Power Drop)和电源杂讯(Power Noise)分析。拥有了精确的分析信息，电源与接地层结构和解藕电容数(de-coupling capacitor number)以及位置都可以决定，得以避免过于保守的设计和高昂的产品成本。”
上传时间： 2013-10-31
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对于电子产品设计师尤其是线路板设计人员来说，产品的可制造性设计（Design For Manufacture，简称DFM）是一个必须要考虑的因素，如果线路板设计不符合可制造性设计要求，将大大降低产品的生产效率，严重的情况下甚至会导致所设计的产品根本无法制造出来。目前通孔插装技术（Through Hole Technology，简称THT）仍然在使用，DFM在提高通孔插装制造的效率和可靠性方面可以起到很大作用，DFM方法能有助于通孔插装制造商降低缺陷并保持竞争力。本文介绍一些和通孔插装有关的DFM方法，这些原则从本质上来讲具有普遍性，但不一定在任何情况下都适用，不过，对于与通孔插装技术打交道的PCB设计人员和工程师来说相信还是有一定的帮助。1、排版与布局在设计阶段排版得当可避免很多制造过程中的麻烦。（1）用大的板子可以节约材料，但由于翘曲和重量原因，在生产中运输会比较困难，它需要用特殊的夹具进行固定，因此应尽量避免使用大于23cm×30cm的板面。最好是将所有板子的尺寸控制在两三种之内，这样有助于在产品更换时缩短调整导轨、重新摆放条形码阅读器位置等所导致的停机时间，而且板面尺寸种类少还可以减少波峰焊温度曲线的数量。（2）在一个板子里包含不同种拼板是一个不错的设计方法，但只有那些最终做到一个产品里并具有相同生产工艺要求的板才能这样设计。（3）在板子的周围应提供一些边框，尤其在板边缘有元件时，大多数自动装配设备要求板边至少要预留5mm的区域。（4）尽量在板子的顶面(元件面)进行布线，线路板底面(焊接面)容易受到损坏。不要在靠近板子边缘的地方布线，因为生产过程中都是通过板边进行抓持，边上的线路会被波峰焊设备的卡爪或边框传送器损坏。（5）对于具有较多引脚数的器件（如接线座或扁平电缆），应使用椭圆形焊盘而不是圆形，以防止波峰焊时出现锡桥(图1)。
上传时间： 2013-10-26
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EDA工程建模及其管理方法研究2 1 随着微电子技术与计算机技术的日益成熟，电子设计自动化(EDA)技术在电子产品与集成电路 (IC)芯片特别是单片集成(SoC)芯片的设计应用中显得越来越重要。EDA技术采用“自上至下”的设计思想，允许设计人员能够从系统功能级或电路功能级进行产品或芯片的设计，有利于产品在系统功能上的综合优化，从而提高了电子设计项目的协作开发效率，降低新产品的研发成本。 近十年来，EDA电路设计技术和工程管理方面的发展主要呈现出两个趋势： (1) 电路的集成水平已经进入了深亚微米的阶段，其复杂程度以每年58％的幅度迅速增加，芯片设计的抽象层次越来越高，而产品的研发时限却不断缩短。 (2) IC芯片的开发过程也日趋复杂。从前期的整体设计、功能分，到具体的逻辑综合、仿真测试，直至后期的电路封装、排版布线，都需要反复的验证和修改，单靠个人力量无法完成。IC芯片的开发已经实行多人分组协作。由此可见，如何提高设计的抽象层次，在较短时间内设计出较高性能的芯片，如何改进EDA工程管理，保证芯片在多组协作设计下的兼容性和稳定性，已经成为当前EDA工程中最受关注的问题。
上传时间： 2013-10-15
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现代的电子设计和芯片制造技术正在飞速发展，电子产品的复杂度、时钟和总线频率等等都呈快速上升趋势，但系统的电压却不断在减小，所有的这一切加上产品投放市场的时间要求给设计师带来了前所未有的巨大压力。要想保证产品的一次性成功就必须能预见设计中可能出现的各种问题，并及时给出合理的解决方案，对于高速的数字电路来说，最令人头大的莫过于如何确保瞬时跳变的数字信号通过较长的一段传输线，还能完整地被接收，并保证良好的电磁兼容性，这就是目前颇受关注的信号完整性（SI）问题。本章就是围绕信号完整性的问题，让大家对高速电路有个基本的认识，并介绍一些相关的基本概念。 第一章 高速数字电路概述.....................................................................................51.1 何为高速电路...............................................................................................51.2 高速带来的问题及设计流程剖析...............................................................61.3 相关的一些基本概念...................................................................................8第二章 传输线理论...............................................................................................122.1 分布式系统和集总电路.............................................................................122.2 传输线的RLCG 模型和电报方程...............................................................132.3 传输线的特征阻抗.....................................................................................142.3.1 特性阻抗的本质.................................................................................142.3.2 特征阻抗相关计算.............................................................................152.3.3 特性阻抗对信号完整性的影响.........................................................172.4 传输线电报方程及推导.............................................................................182.5 趋肤效应和集束效应.................................................................................232.6 信号的反射.................................................................................................252.6.1 反射机理和电报方程.........................................................................252.6.2 反射导致信号的失真问题.................................................................302.6.2.1 过冲和下冲.....................................................................................302.6.2.2 振荡：.............................................................................................312.6.3 反射的抑制和匹配.............................................................................342.6.3.1 串行匹配.........................................................................................352.6.3.1 并行匹配.........................................................................................362.6.3.3 差分线的匹配.................................................................................392.6.3.4 多负载的匹配.................................................................................41第三章 串扰的分析...............................................................................................423.1 串扰的基本概念.........................................................................................423.2 前向串扰和后向串扰.................................................................................433.3 后向串扰的反射.........................................................................................463.4 后向串扰的饱和.........................................................................................463.5 共模和差模电流对串扰的影响.................................................................483.6 连接器的串扰问题.....................................................................................513.7 串扰的具体计算.........................................................................................543.8 避免串扰的措施.........................................................................................57第四章 EMI 抑制....................................................................................................604.1 EMI/EMC 的基本概念..................................................................................604.2 EMI 的产生..................................................................................................614.2.1 电压瞬变.............................................................................................614.2.2 信号的回流.........................................................................................624.2.3 共模和差摸EMI ..................................................................................634.3 EMI 的控制..................................................................................................654.3.1 屏蔽.....................................................................................................654.3.1.1 电场屏蔽.........................................................................................654.3.1.2 磁场屏蔽.........................................................................................674.3.1.3 电磁场屏蔽.....................................................................................674.3.1.4 电磁屏蔽体和屏蔽效率.................................................................684.3.2 滤波.....................................................................................................714.3.2.1 去耦电容.........................................................................................714.3.2.3 磁性元件.........................................................................................734.3.3 接地.....................................................................................................744.4 PCB 设计中的EMI.......................................................................................754.4.1 传输线RLC 参数和EMI ........................................................................764.4.2 叠层设计抑制EMI ..............................................................................774.4.3 电容和接地过孔对回流的作用.........................................................784.4.4 布局和走线规则.................................................................................79第五章 电源完整性理论基础...............................................................................825.1 电源噪声的起因及危害.............................................................................825.2 电源阻抗设计.............................................................................................855.3 同步开关噪声分析.....................................................................................875.3.1 芯片内部开关噪声.............................................................................885.3.2 芯片外部开关噪声.............................................................................895.3.3 等效电感衡量SSN ..............................................................................905.4 旁路电容的特性和应用.............................................................................925.4.1 电容的频率特性.................................................................................935.4.3 电容的介质和封装影响.....................................................................955.4.3 电容并联特性及反谐振.....................................................................955.4.4 如何选择电容.....................................................................................975.4.5 电容的摆放及Layout ........................................................................99第六章 系统时序.................................................................................................1006.1 普通时序系统...........................................................................................1006.1.1 时序参数的确定...............................................................................1016.1.2 时序约束条件...................................................................................1066.2 源同步时序系统.......................................................................................1086.2.1 源同步系统的基本结构...................................................................1096.2.2 源同步时序要求...............................................................................110第七章 IBIS 模型................................................................................................1137.1 IBIS 模型的由来...................................................................................... 1137.2 IBIS 与SPICE 的比较.............................................................................. 1137.3 IBIS 模型的构成...................................................................................... 1157.4 建立IBIS 模型......................................................................................... 1187.4 使用IBIS 模型......................................................................................... 1197.5 IBIS 相关工具及链接..............................................................................120第八章 高速设计理论在实际中的运用.............................................................1228.1 叠层设计方案...........................................................................................1228.2 过孔对信号传输的影响...........................................................................1278.3 一般布局规则...........................................................................................1298.4 接地技术...................................................................................................1308.5 PCB 走线策略............................................................................................134
标签： 信号完整性
上传时间： 2013-11-01
上传用户：xitai
PCB 被动组件的隐藏特性解析 传统上，EMC一直被视为「黑色魔术（black magic）」。其实，EMC是可以藉由数学公式来理解的。不过，纵使有数学分析方法可以利用，但那些数学方程式对实际的EMC电路设计而言，仍然太过复杂了。幸运的是，在大多数的实务工作中，工程师并不需要完全理解那些复杂的数学公式和存在于EMC规范中的学理依据，只要藉由简单的数学模型，就能够明白要如何达到EMC的要求。本文藉由简单的数学公式和电磁理论，来说明在印刷电路板（PCB）上被动组件（passivecomponent）的隐藏行为和特性，这些都是工程师想让所设计的电子产品通过EMC标准时，事先所必须具备的基本知识。导线和PCB走线导线（wire）、走线（trace）、固定架……等看似不起眼的组件，却经常成为射频能量的最佳发射器（亦即，EMI的来源）。每一种组件都具有电感，这包含硅芯片的焊线（bond wire）、以及电阻、电容、电感的接脚。每根导线或走线都包含有隐藏的寄生电容和电感。这些寄生性组件会影响导线的阻抗大小，而且对频率很敏感。依据LC 的值（决定自共振频率）和PCB走线的长度，在某组件和PCB走线之间，可以产生自共振（self-resonance），因此，形成一根有效率的辐射天线。在低频时，导线大致上只具有电阻的特性。但在高频时，导线就具有电感的特性。因为变成高频后，会造成阻抗大小的变化，进而改变导线或PCB 走线与接地之间的EMC 设计，这时必需使用接地面（ground plane）和接地网格（ground grid）。导线和PCB 走线的最主要差别只在于，导线是圆形的，走线是长方形的。导线或走线的阻抗包含电阻R和感抗XL = 2πfL，在高频时，此阻抗定义为Z = R + j XL j2πfL，没有容抗Xc = 1/2πfC存在。频率高于100 kHz以上时，感抗大于电阻，此时导线或走线不再是低电阻的连接线，而是电感。一般而言，在音频以上工作的导线或走线应该视为电感，不能再看成电阻，而且可以是射频天线。
上传时间： 2013-11-16
上传用户：极客
本卡是一种基于PXI 总线的任意波形发生器，可直接插在IBM-PC/AT 或与之兼容的计算机内的任一PXI插槽中，构成实验室、产品质量检测中心等各种领域的数据采集、波形分析和处理系统。也可构成工业生产过程监控系统。它的主要应用场合为： ◆ 电子产品质量检测 ◆ 信号采集 ◆ 过程控制 ◆ 伺服控制
上传时间： 2013-10-22
上传用户：asdstation
消费电子产品，如手机、PDA（个人数字助理）、数码相机以及便携式娱乐系统，正在变得更小、更快和更便宜，而且这类新产品的面市时间也比以往更短了。为了与时俱进，半导体、无源和有源器件行业正不断推动其研发工艺向集成度和复杂度更高的水平进步。这种在更小的空间内集成更多电路技术的进步，实现了在系统芯片(SoC)上集成模拟、数字甚至射频电路。类似地，分立器件制造商也在单一芯片上集成了多个部件，从而实现更高的电路密度。
上传时间： 2013-11-19
上传用户：asdkin
pcie基本概念及其工作原理介绍：PCI Express®（或称PCIe®），是一项高性能、高带宽，此标准由互连外围设备专业组（PCI-SIG）制 订，用于替代PCI、PCI Extended (PCI-X)等基于总线的通讯体系架构以及图形加速端口（AGP）。 转向PCIe主要是为了实现显著增强系统吞吐量、扩容性和灵活性的目标，同时还要降低制造成本，而这 些都是基于总线的传统互连标准所达不到的。PCI Express标准在设计时着眼于未来，并且能够继续演 进，从而为系统提供更大的吞吐量。第一代PCIe规定的吞吐量是每秒2.5千兆比特（Gbps），第二代规 定的吞吐量是5.0 Gbps，而最近公布PCIe 3.0标准已经支持8.0 Gbps的吞吐量。在PCIe标准继续充分利 用最新技术来提供不断加大的吞吐量的同时，采用分层协议也便于PCI向PCIe的演进，并保持了与现有 PCI应用的驱动程序软件兼容性。 虽然最初的目标是计算机扩展卡以及图形卡，但PCIe目前也广泛适用于涵盖更广的应用门类，包括网络 组建、通信、存储、工业电子设备和消费类电子产品。 本白皮书的目的在于帮助读者进一步了解PCI Express以及成功PCIe成功应用。 PCI Express基本工作原理 拓扑结构 本节介绍了PCIe协议的基本工作原理以及当今系统中实现和支持PCIe协议所需要的各个组成部分。本节 的目标在于提供PCIe的相关工作知识，并未涉及到PCIe协议的具体复杂性。 PCIe的优势就在于降低了复杂度所带来的成本。PCIe属于一种基于数据包的串行连接协议，它的复杂度 估计在PCI并行总线的10倍以上。之所以有这样的复杂度，部分是由于对以千兆级的速度进行并行至串 行的数据转换的需要，部分是由于向基于数据包实现方案的转移。 PCIe保留了PCI的基本载入-存储体系架构，包括支持以前由PCI-X标准加入的分割事务处理特性。此 外，PCIe引入了一系列低阶消息传递基元来管理链路（例如链路级流量控制），以仿真传统并行总线的 边带信号，并用于提供更高水平的健壮性和功能性。此规格定义了许多既支持当今需要又支持未来扩展 的特性，同时还保持了与PCI软件驱动程序的兼容性。PCI Express的先进特性包括：自主功率管理； 先进错误报告；通过端对端循环冗余校验（ECRC）实现的端对端可靠性，支持热插拔；以及服务质量（QoS）流量分级。
上传时间： 2013-11-29
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128Mb以上的串行闪存被认为是电子产品满足市场需求、增加更多功能的一个主要障碍，针对需要128Mb以上串行闪存的应用要求，美光科技 (Micron Technology)推出一个简单的独一无二的扩容解决方案。这个解决方案可以把存储容量轻松地扩大到4G或更大，完全兼容现有的串行外设接口(SPI)协议，无需重新设计主芯片的硬件。该解决方案优于市场上现有的要求创建一个新的32位寻址模式的解决方案，因为创建新的寻址模式可能强迫设计人员修改软硬件。
上传时间： 2013-12-20
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