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       PCB布线
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被考次数:3次     被考频率:中频率     总体答错率:37%     知识难度系数:     
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        在放置完封装之后,可以使用CAD自动布线或者手动布线。对于自动布线则需要将自动布线失败或者不满足需求的地方手工重新布线。
        布线的优先次序一般是:电源、模拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等,关键信号优先布线。
        应遵循密度优先原则,即从单板上连接关系最复杂的元器件着手布线。从单板上连线最密集的区域开始布线。
        自动布线在布线质量满足设计要求的情况下,可使用自动布线器以提高工作效率。在自动布线前应准备自动布线控制文件,该文件是为了更好地控制布线质量,一般在运行前详细定义布线规则,这些规则可以在软件的图形界面内进行定义,但软件提供了更好的控制方法,即针对设计情况,写出自动布线控制文件,软件在该文件控制下运行。
        电源走线和地线走线之间的电磁兼容性环境较差,应避免布置对干扰敏感的信号。接地系统的结构由系统地、屏蔽地、数字地和模拟地构成;数字地和模拟地要分开,即分别与电源地相连。
        环路最小规则,即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小,环面积越小,对外的辐射越少,接收外界干扰也越小。针对这一规则,在地平面分割时,要考虑到地平面与重要信号走线的分布,防止由于地平面开槽等带来的问题;在双层板设计中,在为电源留下足够空间的情况下,应该将留下的部分用参考地填充,且增加一些必要的孔,将双面地信号有效连接起来,对一些关键信号尽量采用地线隔离,对一些频率较高的设计,需特别考虑其地平面信号回路问题,建议采用多层板为宜。
        具体原则包括:
        (1)有阻抗控制要求的网络应布置在阻抗控制层上。
        (2)各种印制板走线要在容许的空间短而粗,线条要均匀。
        (3)串扰控制,串扰是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰,主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。克服串扰的主要措施包括:
        .加大平行布线的间距,遵循3W规则;
        .在平行线间插入接地的隔离线;
        .减小布线层与地平面的距离。
        (4)最外沿信号线与禁止布线层和机械边缘保持最小0.7mm距离。
        (5)印制板布线和覆铜拐角尽量使用45°折线或折角,PCB设计中应避免产生锐角和直角而不用90°。
        (6)对于经常插拔或更换的焊盘,要适当增加焊盘与导线的连接面积(泪滴焊盘),特别是对于单面板的焊盘,以增加机械强度,避免过波峰焊接时将焊盘拉脱、机械损耗性脱落等。
        (7)任何信号都不要形成环路,如不可避免,让环路区尽量小。
        (8)对噪声敏感的元器件下面不要走线。
        (9)高频线与低频线要保持规定要求间距,以防止出现串扰。
        (10)多层板走线应尽量避免平行、投影重叠,以垂直为佳,以减小分布电容对整机的影响。
        (11)大面积覆铜需将铜箔制作成网状覆铜工艺,以防止PCB在高温时会出现气泡而导致铜箔脱落的现象。
        (12)尽量加粗地线,可通过三倍的允许电流。
        (13)布板时考虑放置测试点,方便生产线调试,测试点统一为八角形。
        (14)同一尺寸板上布不同机种时,两端端子位置尽量保持一致,方便生产线制作工具。
        通常情况下,布局基本确定后,应用PCB设计工具的统计功能,报告网络数量,网络密度,平均管脚密度等基本参数,以便确定所需要的信号布线层数。
        布线层设置在高速数字电路设计中,电源与地层应尽量靠在一起,中间不安排布线。所有布线层都尽量靠近一平面层,优选地平面为走线隔离层。为了减少层间信号的电磁干扰,相邻布线层的信号线走向应取垂直方向。
        可以根据需要设计1~2个阻抗控制层,如果需要更多的阻抗控制层,应与PCB产家协商。阻抗控制层应按要求标注清楚。将单板上有阻抗控制要求的网络布线分布在阻抗控制层上(单面板不用考虑)。
        线宽和线间距的设置要考虑的因素:
        .单板的密度。板的密度越高,倾向于使用更细的线宽和更窄的间隙。
        .信号的电流强度。当信号的平均电流较大时,应考虑布线宽度所能承载的电流,线宽可参考以下数据。
        .电路工作电压。线间距的设置应考虑其介电强度。
 
本知识点历年真题:
隶属试卷 题号/题型 题干 难度系数/错误率
   2020年下半年
   嵌入式系统设计..
   上午试卷 综合知识
第33题
选择题
以下属于嵌入式系统硬件PCB图设计原则的是(33)。

38%
   2014年下半年
   嵌入式系统设计..
   上午试卷 综合知识
第33题
选择题
以下针对嵌入式系统高速PCB布线原则的叙述中,不正确的是(33)。

31%
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