8.2.4 细化布局
在结构定位完成,接口器件、主要芯片、电源模块的布局摆放都结束之后,下一步的工作就是根据原理图和设计要求,以每一个主芯片为**,放置周边电路及电阻电容等分立器件。
细化布局阶段也有很多的注意要点,主要如下:
·一般要求按照原理图示意的顺序和设计要求去做细化布局,在第3章原理图章节介绍了原理图设计的可读性和规范性。一个符合要求的原理图,应该能明确指示主芯片周边元件的布局要求。
·按照主次顺序优先级,进行细化布局,比如时钟处理电路(晶振、晶体、时钟分配器等)优先考虑。
·电源分配系统的滤波也需要重视,滤波电容尽量靠近芯片管脚放置,Bulk电容要均匀放置在芯片周围。更加严格的情况,需要使用Cadence的PDN软件进行详细仿真,指导滤波电容的选择和布局。
·常规上,还需要考虑工艺要求及一些操作空间要求。
下面举例说明一个BGA封装的主芯片周围��细化布局方法,不同的工程师都会有自己的思路,也**没有一个任何场合皆行之有效的布局方法。笔者认为,这恰恰是PCB设计的挑战和乐趣所在,同样的原理图,交给不同的PCB设计工程师,得到的布局布线**是截然不同的。但是合格**的PCB设计工程师,都具备理解电路要求,熟练地综合运用各种周边知识的能力,来实现符合要求的PCB设计。
提示
所有的举例,都是提出一种笔者认为可行的设计方案,**不是**正确的方案,更像是一种抛砖引玉,大家如果有更好的设计思路,欢迎交流。(这些话在后面的举例之前不再赘述了,举例中有不合理的地方,也恳请广大读者指正。)
笔者一直认为,PCB设计经常需要抓住主要问题,解决了这些关键问题,就能实现一个成功的设计。细化布局也是一样,需要按照电路的重要性进行排序,优先考虑重要性级别比较高的。
首先,原理图中找出关键信号及相应的附属电路,布局时线要尽可能短且顺畅。
其次,锁相环电源电路(参考电源电路),以及其他电源的滤波性质的电路,在布局时尽量靠近芯片引脚放置。
再次,信号线的匹配电阻及上下拉电阻位置合理。
*后,保证BGA等周围合适的返修空间和确认芯片是否需要加装散热片,并且周边器件布局均匀、整齐、紧凑,高低器件分布适当。
8.2.5布线通道、电源通道评估
布局和布线是密切相关的,在布局时就需要考虑布线通道和电源通道的可实现性。
1.布线通道评估
影响布线通道的因素有:关键芯片的物理位置及层叠设计的布线层数。在放置主要芯时,先明晰信号流向,尽量把关键信号的引线缩短,并且避免与其他关键信号交叉。在高速信号线通道的路径上避免布置其他电路元件,尽量使高速线的布线通道比较通畅。