PCB設(shè)計(jì)在Cadence的Allegro PCB編輯器中拆分平面布線
多年來，PCB設(shè)計(jì)CAD工具在與電源和地平面一起工作的能力上得到了發(fā)展。布局設(shè)計(jì)師現(xiàn)在有多種方法可以在其板上創(chuàng)建平面，包括拆分平面。但是，正如他們所說，強(qiáng)大的力量伴隨著巨大的責(zé)任，而在分體式飛機(jī)上工作時尤其如此。在本文中，我們將研究在PCB布局上拆分平面布線的一些好處和注意事項(xiàng)，以及如何使用這些工具來創(chuàng)建所需的東西。
PCB布局中拆分平面布線的優(yōu)缺點(diǎn)
印刷電路板上的電路密度比以前要大得多。組件封裝尺寸更小，但可容納更多的引腳，并且制造方法得到了改進(jìn)，從而允許更小的走線寬度和間距。所有這些都導(dǎo)致板上的電路比以前多了很多。為了增加復(fù)雜性，許多板上的電路需要多個電源來提供不同的電壓。在某些情況下，同一設(shè)備上會使用幾種不同的電壓。這需要對電源走線進(jìn)行一些復(fù)雜的布線或多個電源平面層。在這里，分離平面不僅有益，而且對電路板的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。通過使用分離平面布線在一個電源層上布線不同的電壓，可以完全連接板上的電源網(wǎng)絡(luò)，而無需添加其他層。
不利的一面是，如果在布局中不注意的話，分割平面可能會導(dǎo)致一些問題。分離平面有可能在設(shè)計(jì)中引入諸如噪聲和串?dāng)_之類的信號完整性問題。如果參考平面是被分割的，還有一個分割平面干擾清晰的信號返回路徑的問題。如果信號返回路徑不清晰，可能會在電路板上四處游蕩時產(chǎn)生很多EMI。
分離平面對于成功設(shè)計(jì)具有密集電路要求的復(fù)雜PCB顯然很重要。為避免我們已經(jīng)討論過的問題，讓我們看一下設(shè)計(jì)人員在使用分離平面時應(yīng)了解的一些PCB設(shè)計(jì)指南。
平面中的一排過孔可能會阻塞敏感走線布線的清晰返回路徑
使用分離平面時的PCB設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
在拆分之前，您需要計(jì)劃要完成的任務(wù)。為了獲得最佳的分離平面功率分布，您可能必須調(diào)整組件的放置或?qū)⑺鼈冃D(zhuǎn)到更理想的位置。突出顯示您正在使用的電源網(wǎng)絡(luò)將非常有用，并對它們進(jìn)行顏色編碼以使其易于區(qū)分。
電源平面可以拆分，但最好不要拆分接地層。這可能導(dǎo)致產(chǎn)生EMI并破壞電路板的信號完整性。分離平面也通常用于不同的電源電壓，但不用于在電路板的模擬部分和數(shù)字部分之間分配功率。請記住，這些板層還可以用作信號返回的參考平面，而分開的平面可能會對這些返回路徑造成問題。以下是與拆分平面關(guān)聯(lián)的一些跟蹤路由提醒：
不要在平面拆分上運(yùn)行走線，尤其是敏感的高速走線。信號返回將不得不尋找另一種返回信號源的途徑，這可能會產(chǎn)生EMI。
如果必須將接地層分為模擬和數(shù)字接地，則僅允許兩者之間有一個單點(diǎn)連接，以避免產(chǎn)生任何意外的回路或天線。
請注意平面中的其他障礙物，這些障礙物也可能會阻塞信號返回路徑。對于有時設(shè)計(jì)狹窄的分裂平面來說，這變得非常重要，并且一排緊密間隔的通孔很容易使它們窒息。
現(xiàn)在，我們已經(jīng)了解了使用拆分平面的一些指導(dǎo)原則，下面讓我們看看PCB設(shè)計(jì)工具如何幫助其創(chuàng)建。
使用PCB設(shè)計(jì)工具中的銅澆注功能來創(chuàng)建小面積填充
在Allegro PCB編輯器中創(chuàng)建拆分平面
在Allegro PCB編輯器中，有許多種處理平面的方法。讓我們看一下其中的一些，以演示如何創(chuàng)建分割平面。
倒銅
在上面的圖片中，您可以看到一個創(chuàng)建小面積填充的示例，也稱為澆鑄銅。盡管這是一個只有兩個網(wǎng)絡(luò)連接的非常小的區(qū)域，但原理是創(chuàng)建較大的分割平面是相同的。
要創(chuàng)建銅澆注，您將首先添加多邊形形狀，這將首先打開選項(xiàng)選項(xiàng)卡，供您使用平面的屬性進(jìn)行配置。這些步驟包括將活動類別指定為“蝕刻”，指定要在其上創(chuàng)建多邊形的板層，并選擇要與之關(guān)聯(lián)的銅澆鑄的網(wǎng)名。正確配置后，您將通過在屏幕上所需的位置單擊鼠標(biāo)來創(chuàng)建多邊形，并確保將電源網(wǎng)絡(luò)的所有引腳封裝在多邊形內(nèi)。完成后，多邊形將變?yōu)殂~澆注，這是將關(guān)聯(lián)的引腳連接在一起的智能網(wǎng)對象。通過在單個層上創(chuàng)建多個銅澆注，您將能夠布置拆分平面。
分割平面
下一種方法是取一個完整的平面，或倒入銅，然后將其分割。在下面的圖片中，您可以在左上角看到我們要與分離平面連接的兩個過孔之間的簡單網(wǎng)絡(luò)。第一步是在需要分割的區(qū)域周圍繪制一條線，但是在這種情況下，我們將這條線指定為“抗蝕刻”，而不是像在上一個示例中對多邊形所做的那樣進(jìn)行蝕刻。
該行完成后，我們將啟動split命令，如您在圖片的右上角所見。這將為我們帶來其他菜單，以指定現(xiàn)有飛機(jī)的網(wǎng)名和正在創(chuàng)建的新拆分。設(shè)置完這些參數(shù)后，Allegro將完成工作并創(chuàng)建分割平面，如您在圖片底部所看到的。
現(xiàn)在已經(jīng)創(chuàng)建了分離平面，讓我們看一下修改它們并幫助自己進(jìn)行創(chuàng)建的方法。
在Allegro PCB編輯器中創(chuàng)建小型分割平面的示例
Allegro中的其他功能可幫助進(jìn)行平面分離布線
銅澆注或分流平面創(chuàng)建后可以用幾種不同的方式進(jìn)行修改。首先，通過使用形狀編輯功能，可以選擇分割平面，然后將其邊緣拖出到新位置。另一種方法是使用編輯邊界命令選擇要更改的形狀。選擇形狀后，您可以為其繪制新輪廓，將其折疊為分割平面的主要形狀。
前面我們提到了能夠更改網(wǎng)狀顏色的優(yōu)點(diǎn)，這使您很容易看到需要在何處創(chuàng)建拆分平面。Allegro不僅使您能夠在其顏色對話框菜單中執(zhí)行此操作，而且還可以為許多其他設(shè)計(jì)元素設(shè)置不同的顏色。其中包括板層，絲網(wǎng)印刷形狀，參考標(biāo)記等。您還可以為這些元素分配填充圖案，并更改它們的陰影量，以使某些元素與其他元素脫穎而出。
豐樂壹博專業(yè)PCB設(shè)計(jì)、PCB Layout、PCBA一站式生產(chǎn)。
PCB布局中拆分平面布線的優(yōu)缺點(diǎn)
印刷電路板上的電路密度比以前要大得多。組件封裝尺寸更小，但可容納更多的引腳，并且制造方法得到了改進(jìn)，從而允許更小的走線寬度和間距。所有這些都導(dǎo)致板上的電路比以前多了很多。為了增加復(fù)雜性，許多板上的電路需要多個電源來提供不同的電壓。在某些情況下，同一設(shè)備上會使用幾種不同的電壓。這需要對電源走線進(jìn)行一些復(fù)雜的布線或多個電源平面層。在這里，分離平面不僅有益，而且對電路板的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。通過使用分離平面布線在一個電源層上布線不同的電壓，可以完全連接板上的電源網(wǎng)絡(luò)，而無需添加其他層。
不利的一面是，如果在布局中不注意的話，分割平面可能會導(dǎo)致一些問題。分離平面有可能在設(shè)計(jì)中引入諸如噪聲和串?dāng)_之類的信號完整性問題。如果參考平面是被分割的，還有一個分割平面干擾清晰的信號返回路徑的問題。如果信號返回路徑不清晰，可能會在電路板上四處游蕩時產(chǎn)生很多EMI。
分離平面對于成功設(shè)計(jì)具有密集電路要求的復(fù)雜PCB顯然很重要。為避免我們已經(jīng)討論過的問題，讓我們看一下設(shè)計(jì)人員在使用分離平面時應(yīng)了解的一些PCB設(shè)計(jì)指南。
平面中的一排過孔可能會阻塞敏感走線布線的清晰返回路徑
使用分離平面時的PCB設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
在拆分之前，您需要計(jì)劃要完成的任務(wù)。為了獲得最佳的分離平面功率分布，您可能必須調(diào)整組件的放置或?qū)⑺鼈冃D(zhuǎn)到更理想的位置。突出顯示您正在使用的電源網(wǎng)絡(luò)將非常有用，并對它們進(jìn)行顏色編碼以使其易于區(qū)分。
電源平面可以拆分，但最好不要拆分接地層。這可能導(dǎo)致產(chǎn)生EMI并破壞電路板的信號完整性。分離平面也通常用于不同的電源電壓，但不用于在電路板的模擬部分和數(shù)字部分之間分配功率。請記住，這些板層還可以用作信號返回的參考平面，而分開的平面可能會對這些返回路徑造成問題。以下是與拆分平面關(guān)聯(lián)的一些跟蹤路由提醒：
不要在平面拆分上運(yùn)行走線，尤其是敏感的高速走線。信號返回將不得不尋找另一種返回信號源的途徑，這可能會產(chǎn)生EMI。
如果必須將接地層分為模擬和數(shù)字接地，則僅允許兩者之間有一個單點(diǎn)連接，以避免產(chǎn)生任何意外的回路或天線。
請注意平面中的其他障礙物，這些障礙物也可能會阻塞信號返回路徑。對于有時設(shè)計(jì)狹窄的分裂平面來說，這變得非常重要，并且一排緊密間隔的通孔很容易使它們窒息。
現(xiàn)在，我們已經(jīng)了解了使用拆分平面的一些指導(dǎo)原則，下面讓我們看看PCB設(shè)計(jì)工具如何幫助其創(chuàng)建。
使用PCB設(shè)計(jì)工具中的銅澆注功能來創(chuàng)建小面積填充
在Allegro PCB編輯器中創(chuàng)建拆分平面
在Allegro PCB編輯器中，有許多種處理平面的方法。讓我們看一下其中的一些，以演示如何創(chuàng)建分割平面。
倒銅
在上面的圖片中，您可以看到一個創(chuàng)建小面積填充的示例，也稱為澆鑄銅。盡管這是一個只有兩個網(wǎng)絡(luò)連接的非常小的區(qū)域，但原理是創(chuàng)建較大的分割平面是相同的。
要創(chuàng)建銅澆注，您將首先添加多邊形形狀，這將首先打開選項(xiàng)選項(xiàng)卡，供您使用平面的屬性進(jìn)行配置。這些步驟包括將活動類別指定為“蝕刻”，指定要在其上創(chuàng)建多邊形的板層，并選擇要與之關(guān)聯(lián)的銅澆鑄的網(wǎng)名。正確配置后，您將通過在屏幕上所需的位置單擊鼠標(biāo)來創(chuàng)建多邊形，并確保將電源網(wǎng)絡(luò)的所有引腳封裝在多邊形內(nèi)。完成后，多邊形將變?yōu)殂~澆注，這是將關(guān)聯(lián)的引腳連接在一起的智能網(wǎng)對象。通過在單個層上創(chuàng)建多個銅澆注，您將能夠布置拆分平面。
分割平面
下一種方法是取一個完整的平面，或倒入銅，然后將其分割。在下面的圖片中，您可以在左上角看到我們要與分離平面連接的兩個過孔之間的簡單網(wǎng)絡(luò)。第一步是在需要分割的區(qū)域周圍繪制一條線，但是在這種情況下，我們將這條線指定為“抗蝕刻”，而不是像在上一個示例中對多邊形所做的那樣進(jìn)行蝕刻。
該行完成后，我們將啟動split命令，如您在圖片的右上角所見。這將為我們帶來其他菜單，以指定現(xiàn)有飛機(jī)的網(wǎng)名和正在創(chuàng)建的新拆分。設(shè)置完這些參數(shù)后，Allegro將完成工作并創(chuàng)建分割平面，如您在圖片底部所看到的。
現(xiàn)在已經(jīng)創(chuàng)建了分離平面，讓我們看一下修改它們并幫助自己進(jìn)行創(chuàng)建的方法。
在Allegro PCB編輯器中創(chuàng)建小型分割平面的示例
Allegro中的其他功能可幫助進(jìn)行平面分離布線
銅澆注或分流平面創(chuàng)建后可以用幾種不同的方式進(jìn)行修改。首先，通過使用形狀編輯功能，可以選擇分割平面，然后將其邊緣拖出到新位置。另一種方法是使用編輯邊界命令選擇要更改的形狀。選擇形狀后，您可以為其繪制新輪廓，將其折疊為分割平面的主要形狀。
前面我們提到了能夠更改網(wǎng)狀顏色的優(yōu)點(diǎn)，這使您很容易看到需要在何處創(chuàng)建拆分平面。Allegro不僅使您能夠在其顏色對話框菜單中執(zhí)行此操作，而且還可以為許多其他設(shè)計(jì)元素設(shè)置不同的顏色。其中包括板層，絲網(wǎng)印刷形狀，參考標(biāo)記等。您還可以為這些元素分配填充圖案，并更改它們的陰影量，以使某些元素與其他元素脫穎而出。
豐樂壹博專業(yè)PCB設(shè)計(jì)、PCB Layout、PCBA一站式生產(chǎn)。
標(biāo)簽：PCB設(shè)計(jì)
