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(shí)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(gè)電源來提供不同的電壓。在某些情況下，同一設(shè)備上會(huì)使用幾種不同的電壓。這需要對(duì)電源走線進(jìn)行一些復(fù)雜的布線或多個(gè)電源平面層。在這里，分離平面不僅有益，而且對(duì)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(gè)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(huì)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(hào)完整性問題。如果參考平面是被分割的，還有一個(gè)分割平面干擾清晰的信號(hào)返回路徑的問題。如果信號(hào)返回路徑不清晰，可能會(huì)在電路板上四處游蕩時(shí)產(chǎn)生很多EMI。
分離平面對(duì)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(shí)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(huì)阻塞敏感走線布線的清晰返回路徑
使用分離平面時(shí)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(duì)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(hào)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(qǐng)記住，這些板層還可以用作信號(hào)返回的參考平面，而分開的平面可能會(huì)對(duì)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(hào)返回將不得不尋找另一種返回信號(hào)源的途徑，這可能會(huì)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(gè)單點(diǎn)連接，以避免產(chǎn)生任何意外的回路或天線。
請(qǐng)注意平面中的其他障礙物，這些障礙物也可能會(huì)阻塞信號(hào)返回路徑。對(duì)于有時(shí)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(gè)創(chuàng)建小面積填充的示例，也稱為澆鑄銅。盡管這是一個(gè)只有兩個(gè)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?jiǎng)?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(dòng)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(duì)象。通過在單個(gè)層上創(chuàng)建多個(gè)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(gè)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(gè)過孔之間的簡(jiǎn)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(gè)示例中對(duì)多邊形所做的那樣進(jìn)行蝕刻。
該行完成后，我們將啟動(dòng)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(duì)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(gè)電源來提供不同的電壓。在某些情況下，同一設(shè)備上會(huì)使用幾種不同的電壓。這需要對(duì)電源走線進(jìn)行一些復(fù)雜的布線或多個(gè)電源平面層。在這里，分離平面不僅有益，而且對(duì)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(gè)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(huì)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(hào)完整性問題。如果參考平面是被分割的，還有一個(gè)分割平面干擾清晰的信號(hào)返回路徑的問題。如果信號(hào)返回路徑不清晰，可能會(huì)在電路板上四處游蕩時(shí)產(chǎn)生很多EMI。
分離平面對(duì)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(shí)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(huì)阻塞敏感走線布線的清晰返回路徑
使用分離平面時(shí)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(duì)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(hào)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(qǐng)記住，這些板層還可以用作信號(hào)返回的參考平面，而分開的平面可能會(huì)對(duì)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(hào)返回將不得不尋找另一種返回信號(hào)源的途徑，這可能會(huì)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(gè)單點(diǎn)連接，以避免產(chǎn)生任何意外的回路或天線。
請(qǐng)注意平面中的其他障礙物，這些障礙物也可能會(huì)阻塞信號(hào)返回路徑。對(duì)于有時(shí)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(gè)創(chuàng)建小面積填充的示例，也稱為澆鑄銅。盡管這是一個(gè)只有兩個(gè)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?jiǎng)?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(dòng)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(duì)象。通過在單個(gè)層上創(chuàng)建多個(gè)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(gè)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(gè)過孔之間的簡(jiǎn)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(gè)示例中對(duì)多邊形所做的那樣進(jìn)行蝕刻。
該行完成后，我們將啟動(dòng)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(duì)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。
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標(biāo)簽：PCB設(shè)計(jì)
