Рекомендации по переходу от крысиного гнезда к маршрутизируемой печатной плате

Кто-нибудь может предложить какие-нибудь полезные стратегии при переходе от крысиного гнезда к маршрутизируемой печатной плате?

(Я использую Eagle и собираюсь делать одно- или двухсторонние печатные платы дома)

Рисовать схему хорошо, но когда дело доходит до маршрутизации треков, это похоже на распутывание гигантского клубка шерсти.

Одним из ресурсов, к которому я часто обращаюсь, является учебник Дэвида Джонса по проектированию печатных плат .

Много полезной информации о размещении компонентов, маршрутизации, допусках, слоях и т. Д.

Просто чтобы повторить то, что сказали другие, и Д. Джонс также говорит, что все начинается с размещения компонентов. Будьте готовы разорвать, переместить компоненты, начать все сначала и т. Д. Не становитесь ленивыми или упрямыми и пытайтесь протолкнуть этот круглый колышек в квадратное отверстие. Если маршрутизация становится сложной, возможно, существует способ перемещать или вращать детали, чтобы внезапно это стало легче.

Я хотел бы начать с размещения моей схемы передо мной. Как правило, вы хотите, чтобы ваши детали были расположены таким образом, чтобы следы не шли дальше, чем нужно.

Обычно, когда люди делают схемы, они стараются сделать их схемы «красивыми». Выкладывание вашей доски таким же образом, как ваша схема, как правило, является очень хорошим началом. Но, прежде чем сделать это, посмотрите на все, с чем вам действительно нужно взаимодействовать, на USB-порты, порты программирования, кнопки и т. Д. И разместите их там, где будет лучше для конечного продукта.

Как только вы разложите свои детали, начните с маршрутизации наиболее важных следов. Эти трассы имеют данные о высокой скорости, и вы бы предпочли, чтобы они не прыгали по разным сторонам доски.

После того, как вы разложите эти следы, проложите ваши силовые следы. К этому моменту вы должны быть в состоянии выяснить, как наилучшим образом направить все остальное.

Обычно мне требуется 3 или 4 итерации раскладывания доски, прежде чем я доволен тем, что сделал. Каждый раз, когда я делаю это, я изучаю конкретные способы маршрутизации трассировок, чтобы упростить маршрутизацию.

В заключение, если у вас есть возможность, будьте готовы изменить то, какие контакты подключаются к периферийному устройству. Например, если у вас есть светодиод, подключенный к микроконтроллеру, вы должны попытаться использовать контакт, который находится ближе всего к тому месту, где вы хотите, чтобы светодиод был размещен на плате. Много раз у вас нет этой свободы, но вы можете попытаться это сделать, если сможете.

Разместите компоненты так, как вам нравится, чтобы ваш макет «имел смысл» с точки зрения удобства использования. Сделать поляризованные компоненты всегда имеют одинаковую ориентацию. Разместите разъемы по периметру вашей платы, чтобы микросхемы имели постоянную ориентацию.

Затем позвольте авторутеру творить чудеса, настроив DRC на использование ширины трассы, которые изначально были большими (мне нравится начинать с 20 мил). Если не удается получить 100% маршрутизации, введите «ripup;» в командной строке, чтобы вернуть вас в гнездо крыс и изменить DRC, чтобы постепенно уменьшать ширину трассы, пока авторутер не будет счастлив.

Я знаю, что многие "твердолобые" люди имеют "проблемы" с авторутером, но мне кажется, что он отлично справляется со своей работой. Если вы не выполняете цифровой ввод / вывод с высокой пропускной способностью или, возможно, проектируете РЧ, путь, по которому идет сигнал, будет для вас проблемой. Но я бы немного осторожнее поместил такие вещи, как кристаллы, рядом с выводами микросхем, которые они используют, если они у вас есть.

Я просто собираюсь перечислить некоторые советы здесь в произвольном порядке:

• Сначала определите вашу стратегию силы / земли. По возможности используйте силовую и наземную плоскость. Если вы придерживаетесь двухсторонней доски, используйте грунт на дне и не забудьте удалить осиротевшую медь. Ваша цель - всегда иметь кратчайший путь к земле. Более высокочастотные сигналы будут следовать по пути наименьшей индуктивности к земле, а не по наименьшему сопротивлению. Возможно, вам придется добавить дополнительные развязывающие конденсаторы.

• Сделайте свой макет на сетке, сделайте размер сетки кратным вашему наименьшему размеру трассы. Сделайте большие следы, кратные вашей сетке.

• Размещайте компоненты с особым вниманием к любым высокочастотным сигналам или шинам с высокой емкостью, которые требуют учета эффектов линии передачи. Некоторые примеры: шина I2C, которая подключается к множеству микросхем (3-4+), даже если это низкоскоростная шина. Шины SPI с частотой 1 МГц или выше, особенно шины I2S, распределение тактовых импульсов, кварцевые генераторы, USB, Ethernet, шины памяти и т. Д.

• Авторутеры отстой. Они полезны, если у вас есть 25 сигналов GPIO, которые просто включены-выключены, и вам действительно все равно, куда они идут, даже тогда вы, вероятно, поцарапаете голову, когда смотрите на то, что он сделал. Никогда не позволяйте ему прокладывать линии электропередач или сигнальные линии. Я использовал альтиумы, оркады и орлов, они все довольно плохие.

• Никогда, никогда, если вы действительно не знаете, что делаете, используйте разделенную плоскость заземления, даже если в техническом описании АЦП / ЦАП указано, что вам нужно раздельное аналоговое и цифровое заземление. Обратите внимание на пути возврата земли, но не разбивайте плоскость.

• Если необходимо использовать плоскость разделения мощности из-за областей с несколькими напряжениями питания: ни одна трасса сигнала не может пересечь разделение на соседнем слое. Не имеет значения, что это за след или что он делает, не пересекайте это разделение. Поместите аутсайты на затронутые слои, чтобы обеспечить это.

• При размещении компонентов, это может помочь сначала расположить компонент и его тесно связанные схемы, а затем переместить их на плату в виде группы. Например, в случае импульсного источника питания сама микросхема часто очень мала, но вам также необходимо учитывать расположение внешних опорных цепей, которые часто необходимо держать очень близко друг к другу с контролируемыми путями тока. Поэтому сначала расположите всю часть схемы за пределами размеров платы, чтобы у вас было четкое представление о том, сколько места на самом деле ему нужно. Сделайте то же самое для всех микросхем, поскольку даже разъединяющие заглушки могут занимать больше места, чем вы думаете.

Я не буду вдаваться в подробности, которые есть у всех остальных. Они проделали большую работу по обсуждению метода.

Я хотел бы связать вас с заметкой о приложении, созданной Intel, которая помогла мне, когда я начинал, сначала подумать о том, что следует делать в первую очередь. Если вам нужны другие источники, просто прокомментируйте, и я могу показать вам, куда я пошел, чтобы действительно улучшить свою технику. Это, однако, может показать вам, как получить качество 4-слойной платы с заземлением и плоскостью питания от хорошо спроектированной 2-слойной платы.

Я не эксперт, но я придерживаюсь этого подхода, и он работает ...

1. Маршрут наиболее важных трасс, начиная с силовых и наземных рельсов.

2. Бегите по земле по краю доски, где это возможно (но не настолько близко, чтобы оно касалось края)

3. Следующий шаг - разделить схему на функциональные строительные блоки.

4. Расположите блоки так, чтобы соединения между ними были максимально простыми.

5. Затем я бы использовал автоматическую маршрутизацию, чтобы проверить макет - автоматическая маршрутизация должна завершиться несколькими секундами (скажем, менее 60, хотя это, очевидно, зависит от сложности вашей схемы), если ваше размещение хорошее (обратите внимание, я использую защиту 99se, я не знаком с орлом, поэтому время автоматической маршрутизации может отличаться)

6. Затем отмените автоматический маршрут ... и ручной маршрут ... сначала проложите маршруты внутри функциональных блоков, а затем соединения между блоками.

Старая поговорка гласит, что дизайн - это 90% размещения и 10% маршрутизации, найдите время, чтобы получить правильное размещение, а остальное станет на свои места.

Полезной стратегией при укладке платы является размещение сначала более крупных компонентов и разъемов, а затем более мелких компонентов, таких как Rs и Cs. Размещение компонентов очень важно. При прокладке маршрута начните с критических сетей, таких как питание, земля и любые часы. Затем начните прокладывать самые короткие сети, оставляя самые длинные до последнего.

Кроме того, вы часто найдете рекомендации по размещению и маршрутизации в таблице данных интегральных схем, для которых требуются некоторые внешние периферийные компоненты. Я думаю, что это еще не упоминалось. И по своему опыту я бы не советовал использовать авторутер. Было сказано, что это хорошо для начинающих, но ИМО имеет место обратное. Существует так много «лучших практик», о которых большинство авторов не знают.

Поскольку я впервые столкнулся с необходимостью одобрения EMV на печатной плате, я знаю, насколько важно внимание к деталям и как большинство автоавторизаторов могут испортить эти детали.