Allegro Placement布局要點與技巧總結

    嘉賓介紹：黃勇，設計中心技術總監(jiān)；凡億教育創(chuàng)始人；PCB聯(lián)盟網(wǎng)電子論壇特邀版主；長期致力于Cadence Allegro高速PCB設計與Cadence Allegro高速PCB設計視頻教學；具備豐富的PCB設計實戰(zhàn)經驗，尤其擅長高速信號數(shù)字類、消費電子類產品的PCB設計。

    本次直播主要給學員講解PCB布局要求與布局思路分析，在布局過程中需要考慮哪些方面，以及Allegro PCB布局常用命令和技巧，讓學員輕松掌握PCB布局方法。

    參與直播您將獲得以下干貨分享：

1.了解PCB布局有哪些要求

2.怎么進行PCB布局設計

3.Allegro PCB布局常用命令和技巧

4.怎么進行設計方案考量與選擇

    現(xiàn)在凡報名黃勇老師的直播課程，掃下方二維碼進群，并在朋友圈轉發(fā)本次直播的海報，便可獲得：

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3、價值上千元的25G精選PCB課程學習資料

    您擁有十幾年高密度PCB設計、SI/PI仿真以及PCB工程制造經驗，到目前為止給您留下最深印象的是哪一個項目，談談印象深刻的緣由。

    從入行到現(xiàn)在，這十幾年中做過的項目非常多，直接與間接參與的項目少說也有幾千個，其實在每一次的技術革新進程中，都會出現(xiàn)一批很有挑戰(zhàn)性的項目，例如DDR內存歷次的更新?lián)Q代所推動的核心系統(tǒng)設計技術升級，高速串行信號從5G、10G、28G、56Gbps的更新過程所推動的高速網(wǎng)絡通訊等產品的產業(yè)升級等等。

    要說這其中印象最為深刻的，應該是前些年10G高速背板普及過程中的一批產品，當時正處于高速串行信號產業(yè)升級換代的關鍵節(jié)點，很多新產品都是采用的全新技術和系統(tǒng)設計，不管是對于SI仿真、PI仿真、還是高速PCB設計等環(huán)節(jié)都具有非常大的挑戰(zhàn)。

    其中最具代表性的應數(shù)我國某型號超級計算機的系統(tǒng)設計項目，該機型曾連續(xù)穩(wěn)居世界超算第一名多年，為了完成該項目的系統(tǒng)設計，漢普在SI仿真分析和PCB設計與制造環(huán)節(jié)都做出了大量的投入，通過與客戶的緊密合作，以及PCB制造單位的協(xié)同技術攻關，最終順利完成了研發(fā)設計，整個系統(tǒng)設計開發(fā)與制造調試一次成功，為我國的超算事業(yè)發(fā)展做出了突出的貢獻。

    類似的典型技術突破項目還有很多，例如在近些年，漢普陸續(xù)完成了100G高速骨干網(wǎng)通訊產品，ATE半導體測試領域，現(xiàn)代大型醫(yī)療檢測設備、軍工艦船、航空航天等領域，以及大數(shù)據(jù)中心，商用服務器，高速數(shù)據(jù)加速卡等等系列高端產品的設計開發(fā)?？梢哉f每一款產品都代表了特定行業(yè)中的技術標桿地位。

    通過下面的關鍵詞直接從網(wǎng)絡上Google或Baidu就能很容易的找到下面的資料，這里只是以參考文獻的方式做一個整理以及簡單的說明。

    介紹了六層板的布線技巧，非常實用，畫多層板的強烈推薦。

    2、AN1258, "Op Amp Precision Design: PCB Layout Techniques", Microchip.我就是看著這個做運放的PCB的布局布線的，看了很多遍。

    3、John Ardizzoni. Apractical Guide to High-Speed Printed-Cricuit-Board Layout. Analog Dialogue.高速PCB設計的布局方法，簡單看了看，老外寫的東西含金量就是高。

    4、美國國家半導體公司. 簡單開關電源PCB布局指南. 2002年7月.這是一份關于開關電源的布局布線技巧，文章內有一些理論性的解釋。

    6、科通集團Cadence Allegro基礎培訓. 共6期.

    不得不說，對于使用Cadence繪制PCB的工程師們，科通集團的這份培訓PPT可謂價值不菲?。ɑ贑adence 16.5）。PPT中除了含有Allegro的使用技巧外，還有很多有價值的關于PCB設計中應該注意的一些問題（如：BGA的十字扇出、散熱考慮等）。

    不得不說的設計經驗

    如果設計的電路系統(tǒng)中包含F(xiàn)PGA器件，則在繪制原理圖前必需使用Quartus II軟件對管腳分配進行驗證。（FPGA中某些特殊的管腳是不能用作普通IO的）

    4層板從上到下依次為：信號平面層、地、電源、信號平面層；6層板從上到下依次為：信號平面層、地、信號內電層、信號內電層、電源、信號平面層。6層以上板（優(yōu)點是：防干擾輻射），優(yōu)先選擇內電層走線，走不開選擇平面層，禁止從地或電源層走線（原因：會分割電源層，產生寄生效應）。

    多電源系統(tǒng)的布線：如FPGA+DSP系統(tǒng)做6層板，一般至少會有3.3V+1.2V+1.8V+5V。

    3.3V一般是主電源，直接鋪電源層，通過過孔很容易布通全局電源網(wǎng)絡。

    5V一般可能是電源輸入，只需要在一小塊區(qū)域內鋪銅。且盡量粗（你問我該多粗——能多粗就多粗，越粗越好）

    1.2V和1.8V是內核電源（如果直接采用線連的方式會在面臨BGA器件時遇到很大困難），布局時盡量將1.2V與1.8V分開，并讓1.2V或1.8V內相連的元件布局在緊湊的區(qū)域，使用銅皮的方式連接，如下圖：

    總之，因為電源網(wǎng)絡遍布整個PCB，如果采用走線的方式會很復雜而且會繞很遠，使用鋪銅皮的方法是一種很好的選擇！

    相鄰層之間走線采用交叉方式：既可減少并行導線之間的電磁干擾（高中學的哦），又方便走線（參考資料1）。如下圖為某PCB中相鄰兩層的走線，大致是一橫一豎。

    PCB設計好資料分享，看到最后才知道是福利！PCB設計好資料分享，看到最后才知道是福利！

    模擬數(shù)字要隔離，怎么個隔離法？布局時將用于模擬信號的器件與數(shù)字信號的器件分開，然后從AD芯片中間一刀切！

    模擬信號鋪模擬地，模擬地/模擬電源與數(shù)字電源通過電感/磁珠單點連接。

    基于PCB設計軟件的PCB設計也可看做是一種軟件開發(fā)過程，軟件工程最注重“迭代開發(fā)”的思想，我覺得PCB設計中也可以引入該思想，減少PCB錯誤的概率。

(1) 原理圖檢查，尤其注意器件的電源和地（電源和地是系統(tǒng)的血脈，不能有絲毫疏忽）

(2) PCB封裝繪制（確認原理圖中的管腳是否有誤）

(3) PCB封裝尺寸逐一確認后，添加驗證標簽，添加到本次設計封裝庫

(4) 導入網(wǎng)表，邊布局邊調整原理圖中信號順序（布局后不能再使用OrCAD的元件自動編號功能）

(5) 手工布線（邊布邊檢查電源地網(wǎng)絡，前面說過：電源網(wǎng)絡使用鋪銅方式，所以少用走線）

    總之，PCB設計中的指導思想就是邊繪制封裝布局布線邊反饋修正原理圖（從信號連接的正確性、信號走線的方便性考慮）。

    晶振離芯片盡量近，且晶振下盡量不走線，鋪地網(wǎng)絡銅皮。多處使用的時鐘使用樹形時鐘樹方式布線。

    連接器上信號的排布對布線的難易程度影響較大，因此要邊布線邊調整原理圖上的信號(但千萬不能重新對元器件編號)

多板接插件的設計：

    (1) 使用排線連接：上下接口一致；(2) 直插座：上下接口鏡像對稱，

    模塊連接信號的設計：

    (1) 若2個模塊放置在PCB同一面，如下：管教序號大接小小接大（鏡像連接信號）；(2) 若2個模塊放在PCB不同面，則管教序號小接小大接大

    這樣做能放置信號像上面的右圖一樣交叉。當然，上面的方法不是定則，我總是說，凡事隨需而變（這個只能自己領悟），只不過在很多情況下按這種方式設計很管用罷了。

教學牛：

    全案例項目式教學，內容是以4-20層板實例（藍牙音箱、平板電腦、機器人、VR、通訊產品、行車記錄儀等）和HDI實例（智能手表、手環(huán)、VR等）為主的高速PCB設計課程，行業(yè)內10年以上設計經驗的一線工程師手把手教學Cadence OrCAD及Allegro設計基礎。

效果牛：

    培訓完將熟悉整個PCB設計流程、規(guī)范，熟練使用Cadence Allegro設計軟件。工作中能獨立完成項目，獨當一面，可相當于2-4年經驗，直接上崗。

深圳市凡億電路科技有限公司成立于2013年，以美國硅谷技術為基礎，致力于高性價比的PCB產品服務：提供電路板設計服務、電路板設計教育咨詢、中高端PCB快捷打樣，中小批量電路板生產制造服務，自創(chuàng)立以來，公司始終堅持以技術為向導，追求卓越品質和客戶持續(xù)滿意的經營理念，為我國信息電子行業(yè)的創(chuàng)新持續(xù)提供優(yōu)質服務。

我司PCB layout設計秉承"最好的設計"="設計質量"+"成本控制"；依靠多年來的PCB設計、加工制造經驗，總結制定了詳細、嚴謹?shù)脑O計管理流程，質量控制標準，QA控制體系等。以技術與規(guī)范、制度和流程來把PCB設計過程中的細節(jié)問題和需求標準化，制度化，流程化，以保證每一款產品的設計品質，同時為客戶縮短了產品研發(fā)時間和降低了PCB制板成本；設計產品涉及領域有：網(wǎng)絡通信、工控、醫(yī)療、航空航天、、計算機服務器、汽車電子、消費電子、便攜設備、手機板設計等。

我司PCB生產定位2－16層精密電路板樣板及小批量為主要目標市場，采用先進前沿生產工藝及高品質原材料，嚴格規(guī)范作業(yè)標準及進出料QC標準，保出貨產品達到精工品質，力求為客戶提供更優(yōu)質、更快捷、更具性價比的線路板產品。凡億采用自助開發(fā)的PCB快板在線訂單ERP管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)在線下單、在線支付貨款、在線查詢生產進度、在線物流跟蹤、在線統(tǒng)計報表生產等全程無紙化作業(yè)，大大提高了工作效率，保障了每個訂單都能快速出貨，借助該網(wǎng)站，不用一個電話，客戶足不出戶就能讓手中的設計稿變成真實的電路板！