多板電子電路設計規則

2020-03-23

有阻值的規劃能讓電子電路設計事半功倍。以設計規則為例，許多電子電路設計工程師傾向于在每個新電路板中使用新的設計規則，而不是依賴于統一的規則。下面介紹多種規則，以提高多板電子電路設計規則的效率。

多板電子電路設計規則：一致性和庫管理

經常為每個正在進行的新項目從頭創建電子電路設計規則。這可能是因為設計部門沒有制定可重復使用規則的流程，或者是因為電子電路設計人員只是選擇不這樣做。無論哪種方式，它都表明需要進行更新以提高 效率和一致性的設計工作流程。如果不進行改進，此工作流程可能會導致花費大量額外的時間和精力，以及由于不一致導致的繼承問題。

就多塊電路板的設計規則而言，每種設計最終都有不同的規則。通常期望設計人員應該充分了解規則，以便他們在每個設計中始終輸入相同的值。即使他們的記憶是正確的，也總是有輸入錯誤的機會。

沒有一致性，作為整個系統一部分的多個電路板最終可能會被檢查為不同的規則。在同一制造面板上使用不同的板的情況下，這可能是一個更大的問題。如果不同設計之間的一層結構不同，則可能導致制造延遲，不良構建以及完整的重新設計。

簡化多個電路板設計規則的創建的好辦法是保存和管理這些規則，以備將來使用。原理圖符號，仿真模型，設計約束，PCB尺寸和STEP模型都包含在某種我們稱為庫的結構中。庫可以像用于存儲數據的中央文件目錄一樣簡單，例如將東西扔進存儲桶中，也可以是具有多個目錄位置和鏈接的復雜系統。

無論你如何設置CAD庫，都沒有理由不能以相同的方式保存電子電路設計規則集。為了成功管理設計規則的“庫”，你應該將三種基本實踐整合到系統中：

位置：建立一個位于所有用戶都可以訪問的服務器中央的位置。設計規則和其他類型的數據通常保存在某人的個人計算機上，以備后用。這會限制其他人的訪問，并且保存的文件被更改或刪除的可能性更大。

命名約定：以一種易于他人識別的方式命名保存的文件。日期，描述和工作編號都是文件名的理想選擇。

限制寫權限：盡量提出一種方法，使設計團隊成員可以將其文件保存到該位置，但是一旦將文件保存在該位置就不能對其進行編輯。發現六層板的設計規則自從你上次使用以來已經發生了變化，真是令人沮喪。設計團隊成員可以始終將這些規則復制到新文件中，進行更改，然后以新名稱保存。

設計數據存儲系統到位后，開始使用它來保存這些文件。

多電路板約束，測試和系統級完整性

即使只有一塊電路板都可以工作，信號完整性和電源完整性也是電子電路設計的關鍵因素，需要非常仔細地考慮。與現今的多板系統相比，有了更簡單的電源，更少的干擾組件以及更短的信號傳播距離，考慮的范圍就大大減少了。

系統級信號完整性和EMI

確保適當的多板信號完整性（SI）的好方法是擁有可靠且準確的SI分析和仿真工具，以在過程的每個步驟中與你的設計一起工作。同時具有高速和低速信號可以交互固然值得你的SI問題，在已經與所有這些活性成分的串擾的可能性較大的頂部。有鑒于此，由于高速信號之間的相互作用，多板設計幾乎總是會面臨更大的EMI風險。

鑒于該工具可以為你提供幫助，或者通過你的知識來增強其功能，可以將模擬信號和數字信號分開，具有智能的走線路由（意味著電路中沒有直角走線），并使信號和返回電流緊密耦合，大大減輕了對EMI的擔憂。

設計分區和多板成本分析

基于目的和功能對組件進行物理分組可以在許多因素中實現更高的安全性。此過程稱為PCB分區，它允許多板設計將子系統視為一組組件。

適當的PCB分區可通過以下方式簡化時間并提高成本效益：

1、模塊化，或將標準化單元合并到更大的多個產品設計中。

2、電路板間距和實際將電路安裝在機柜中的距離。

3、創建更便宜，更小巧的電路板以連接到主板，而不是安裝在昂貴的多層板堆疊中。

4、通過在多板設計中分離模擬電路和數字電路來實現EMI。

PCB約束管理和多電路板協助

許多約束管理器將配備完成工作所需的阻抗，疊層，網絡和平面選項，而好的約束管理器還可以考慮組件清單和參數，這將使多板設計更易于管理，尤其是當你處理每個板上的數千個獨立組件時。

管理網絡類別，設置散熱要求并能夠快速調整約束中的散熱規范，以及處理信號資格，都是多板約束管理器的負責部分。

多電路板系統架構和電子電路設計工具

在多板系統中管理連接器對于系統的整體完整性至關重要。盡管你可能已對所有內容進行了適當的規劃，但確定連接器在外殼環境中的處理方式，無論你是垂直堆疊還是水平堆疊的電路板，并考慮潛在的腐蝕（環境，電化，電解等），都可以在確定適合你設計的連接器時至關重要。

考慮到連接器，需要在布局的整個階段進行仔細的管理，如果還沒有足夠的考慮，你可能會更加注意設計規則和約束管理器。這個工具為我節省了很多時間，而經過漫長的重新路由后，我以各種顏色的線條看到了世界。我沒有足夠的精力進行最終檢查，例如通過阻抗值進行檢查。

當設計規則開始在電子電路設計工具中使用時，它們并不是最容易使用的東西。你通常必須瀏覽多個菜單并填寫幾種不同的表格。通常，這些系統沒有可靠的方法來保存信息，或者如果保存的話，將保存在未格式化的文本文件中。但是時代已經改變了。

如今的電子電路設計系統通常具有設計規則和約束，可通過電子表格類型實用程序進行訪問。另外，這些規則和約束通常與設計系統中的其他功能相關。例如，阻抗計算器可以將其值直接輸入到規則和約束中，而不必手動輸入所有數據。