Вопросы по компоновке печатных плат для MCU Breakout Board

Я пытаюсь направить плату, которая, по сути, является прорывом для микроконтроллера LPC23xx / LPC17xx. Раньше я никогда ничего не приближал к этой сложности, и у меня есть несколько проблемных областей. Я знаю, что четырехслойная печатная плата была бы оптимальной, но я любитель, и превращение ее в четырехслойную плату сделало бы ее такой же дорогой, как и коммерчески доступные варианты. Я основал свой дизайн на паре проверенных двухслойных коммерческих плат, поэтому я знаю, что это возможно. Во-первых, это плата с наибольшей маршрутизацией (игнорируйте все USB-устройства справа, я даже не определился, стоит ли ее включать) (кроме того, я знаю, что шелкография ужасна, я еще не разобрался с этим ):

1) Одной из проблем, с которыми я сталкиваюсь, является длина трасс между MCU и кристаллами (одна для RTC, другая для MCU). Они не больше, чем любая из плат, на которых я основывал свой дизайн, но я хотел бы немного проверить.

2) Еще одна проблема, которую я имею, это разделение. Я знаю, что в общем случае не существует такой вещи, как слишком большая развязка, но в этом случае у меня мало места, поэтому я не развязал ВСЕ пары VCC / GND (их много!). Обе платы, на которых я основывал свой дизайн, имеют только 2 развязывающих колпачка, а у меня их три, так что я могу быть там хорош. Должен ли я работать, чтобы получить хотя бы один или два больше?

3) Я приложил немало усилий, чтобы обеспечить почти непрерывную поверхность земли на нижнем слое. Он разбит только в нескольких точках, один для сквозных отверстий (которые, я думаю, на самом деле должны быть прокладки) на одном из кристаллов, а другой - самый большой путь для VCC к MCU. Достаточно ли прочен мой наземный самолет?

4) Распределение питания было для меня особой проблемой ( см. Мой предыдущий вопрос здесь ). В конце концов я решил залить большое заполнение под MCU и подключить его к выводу VCC с большим следом. Это приемлемая стратегия для распределения энергии? Если бы я работал с 4-слойной платой, я бы использовал целый слой для VCC, но я хочу придерживаться 2-слойного по соображениям стоимости.

В целом, как я здесь? Это может загрузиться, или я должен вернуться к чертежной доске?

1) Кристаллы не должны быть направлены таким образом. Следы должны быть короче и максимально симметричными. Вы должны подключить конденсаторы к GND в одной точке, чтобы вы не улавливали шум от пластины заземления. Это особенно важно для RTC Crystal. При текущей маршрутизации у вас могут возникнуть проблемы с запуском / провалом генерации, если вам не повезло.

2) Оформите мою однослойную доску для ARM: http://hackaday.com/2011/08/03/an-arm-dev-board-you-can-make-at-home/ - даже этот кошмар работает (только 1 развязывающая крышка). Обязательно то, что у вас здесь будет работать. Вы можете добавить несколько дополнительных колпачков (например, электролитический электролит на 25 мкФ + керамика на 2,2 мкФ) на обратной стороне платы, там достаточно места, и VCC и GND вместе. Единственное, что мне не нравится, это тонкие следы на твоих кепках. Они должны быть максимально широкими. В моем дизайне единственный конденсатор был соединен как следы шириной 2 мм.

Кроме того, посмотрите на C5: Вы можете немного переместить его вправо, подойти ближе к крышке и соединить его короткой широкой дорожкой. Когда вы находитесь под чипом, вы не можете иметь широкие дорожки. То же самое для C6 и C7.

Кроме того, если вы собираетесь производить это дома, у вас будут проблемы с изготовлением переходов под чипы QFP.

3) Заземленной плиты более чем достаточно. Нет особой необходимости иметь сплошную плоскость заземления, кроме квадрата под микросхемой, к которому подключены все развязывающие заглушки, это не сильно поможет с шумом заземления. Заземляющая пластина необходима для контролируемого сопротивления, что не важно в вашем случае. Но ваше соединение GND с контактами должно быть максимально широким. Это общее правило: сети VCC и GND должны иметь широкие дорожки.

4) Да, это нормально для низкоскоростных ARM.

В моем случае у меня даже не было обратной стороны, и она все еще работала ;-) Единственное, что можно улучшить, если вы производите на заводе, это иметь небольшой квадрат VCC на нижнем слое в середине чипа и подключить Вверх, используя 4-9 переходных отверстий вместо 1. Для плоскостей VCC и GND необходимо всегда иметь как можно более низкие сопротивления и индуктивность, чтобы колпачки могли легче фильтровать шум => вам нужны более широкие и короткие дорожки и более параллельные переходные отверстия , Но в этом конкретном дизайне это не является обязательным требованием.

Так что это будет работать даже сейчас без изменений. После упомянутых изменений это будет идеально.