30、如何選擇EDA工具?
目前的pcb設計軟件中,熱分析都不是強項,所以并不建議選用,其它的功能1.3.4可以選擇PADS或Cadence性能價格比都不錯。PLD的設計的初學者可以采用PLD芯片廠家提供的集成環(huán)境,在做到百萬門以上的設計時可以選用單點工具。
31、請推薦一種適合于高速信號處理和傳輸?shù)腅DA軟件。
常規(guī)的電路設計,INNOVEDA 的 PADS 就非常不錯,且有配合用的仿真軟件,而這類設計往往占據(jù)了70%的應用場合。在做高速電路設計,模擬和數(shù)字混合電路,采用Cadence的解決方案應該屬于性能價格比較好的軟件,當然Mentor的性能還是非常不錯的,特別是它的設計流程管理方面應該是最為優(yōu)秀的。想了解更多內(nèi)容歡迎加Q1187729241
32、對PCB板各層含義的解釋
Topoverlay ----頂層器件名稱, 也叫 top silkscreen 或者 top component legend, 比如 R1 C5, IC10.
bottomoverlay----同理
multilayer-----如果你設計一個4層板,你放置一個 free pad or via, 定義它作為multilay 那么它的pad就會自動出現(xiàn)在4個層 上,如果你只定義它是top layer, 那么它的pad就會只出現(xiàn)在頂層上。
33、2G以上高頻PCB設計,走線,排版,應重點注意哪些方面?
2G以上高頻PCB屬于射頻電路設計,不在高速數(shù)字電路設計討論范圍內(nèi)。而射頻電路的布局(layout)和布線(routing)應該和原理圖一起考慮的,因為布局布線都會造成分布效應。而且,射頻電路設計一些無源器件是通過參數(shù)化定義,特殊形狀銅箔實現(xiàn),因此要求EDA工具能夠提供參數(shù)化器件,能夠編輯特殊形狀銅箔。
Mentor公司的boardstation中有專門的RF設計模塊,能夠滿足這些要求。而且,一般射頻設計要求有專門射頻電路分析工具,業(yè)界最著名的是agilent的eesoft,和Mentor的工具有很好的接口。
34、2G以上高頻PCB設計,微帶的設計應遵循哪些規(guī)則?
射頻微帶線設計,需要用三維場分析工具提取傳輸線參數(shù)。所有的規(guī)則應該在這個場提取工具中規(guī)定。
35、對于全數(shù)字信號的PCB,板上有一個80MHz的鐘源。除了采用絲網(wǎng)(接地)外,為了保證有足夠的驅(qū)動能力,還應該采用什么樣的電路進行保護?
確保時鐘的驅(qū)動能力,不應該通過保護實現(xiàn),一般采用時鐘驅(qū)動芯片。一般擔心時鐘驅(qū)動能力,是因為多個時鐘負載造成。采用時鐘驅(qū)動芯片,將一個時鐘信號變成幾個,采用點到點的連接。選擇驅(qū)動芯片,除了保證與負載基本匹配,信號沿滿足要求(一般時鐘為沿有效信號),在計算系統(tǒng)時序時,要算上時鐘在驅(qū)動芯片內(nèi)時延。
36、如果用單獨的時鐘信號板,一般采用什么樣的接口,來保證時鐘信號的傳輸受到的影響?
時鐘信號越短,傳輸線效應越小。采用單獨的時鐘信號板,會增加信號布線長度。而且單板的接地供電也是問題。如果要長距離傳輸,建議采用差分信號。LVDS信號可以滿足驅(qū)動能力要求,不過您的時鐘不是太快,沒有必要。
37、27M,SDRAM時鐘線(80M-90M),這些時鐘線二三次諧波剛好在VHF波段,從接收端高頻竄入后干擾很大。除了縮短線長以外,還有那些好辦法?
如果是三次諧波大,二次諧波小,可能因為信號占空比為50%,因為這種情況下,信號沒有偶次諧波。這時需要修改一下信號占空比。
此外,對于如果是單向的時鐘信號,一般采用源端串聯(lián)匹配。這樣可以抑制二次反射,但不會影響時鐘沿速率。源端匹配值,可以采用下圖公式得到。
38、什么是走線的拓撲架構(gòu)?
Topology,有的也叫routing order.對于多端口連接的網(wǎng)絡的布線次序。
39、怎樣調(diào)整走線的拓撲架構(gòu)來提高信號的完整性?
這種網(wǎng)絡信號方向比較復雜,因為對單向,雙向信號,不同電平種類信號,拓樸影響都不一樣,很難說哪種拓樸對信號質(zhì)量有利。而且作前仿真時,采用何種拓樸對工程師要求很高,要求對電路原理,信號類型,甚至布線難度等都要了解。
40、怎樣通過安排迭層來減少EMI問題?
首先,EMI要從系統(tǒng)考慮,單憑PCB無法解決問題。
層疊對EMI來講,我認為主要是提供信號最短回流路徑,減小耦合面積,抑制差模干擾。另外地層與電源層緊耦合,適當比電源層外延,對抑制共模干擾有好處。
41、為何要鋪銅?
一般鋪銅有幾個方面原因。
1,EMC.對于大面積的地或電源鋪銅,會起到屏蔽作用,有些特殊地,如PGND起到防護作用。
2,PCB工藝要求。一般為了保證電鍍效果,或者層壓不變形,對于布線較少的PCB板層鋪銅。
3,信號完整性要求,給高頻數(shù)字信號一個完整的回流路徑,并減少直流網(wǎng)絡的布線。當然還有散熱,特殊器件安裝要求鋪銅等等原因。
42、在一個系統(tǒng)中,包含了dsp和pld,請問布線時要注意哪些問題呢?
看你的信號速率和布線長度的比值。如果信號在傳輸線上的時延和信號變化沿時間可比的話,就要考慮信號完整性問題。另外對于多個DSP,時鐘,數(shù)據(jù)信號走線拓普也會影響信號質(zhì)量和時序,需要關注。
43、除protel工具布線外,還有其他好的工具嗎?
至于工具,除了PROTEL,還有很多布線工具,如MENTOR的WG2000,EN2000系列和powerpcb,Cadence的allegro,zuken的cadstar,cr5000等,各有所長。
44、什么是“信號回流路徑”?
信號回流路徑,即return current。高速數(shù)字信號在傳輸時,信號的流向是從驅(qū)動器沿PCB傳輸線到負載,再由負載沿著地或電源通過最短路徑返回驅(qū)動器端。這個在地或電源上的返回信號就稱信號回流路徑。Dr.Johson在他的書中解釋,高頻信號傳輸,實際上是對傳輸線與直流層之間包夾的介質(zhì)電容充電的過程。SI分析的就是這個圍場的電磁特性,以及他們之間的耦合。
45、如何對接插件進行SI分析?
在IBIS3.2規(guī)范中,有關于接插件模型的描述。一般使用EBD模型。如果是特殊板,如背板,需要SPICE模型。也可以使用多板仿真軟件(HYPERLYNX或IS_multiboard),建立多板系統(tǒng)時,輸入接插件的分布參數(shù),一般從接插件手冊中得到。當然這種方式會不夠精確,但只要在可接受范圍內(nèi)即可。
46、請問端接的方式有哪些?
端接(terminal),也稱匹配。一般按照匹配位置分有源端匹配和終端匹配。其中源端匹配一般為電阻串聯(lián)匹配,終端匹配一般為并聯(lián)匹配,方式比較多,有電阻上拉,電阻下拉,戴維南匹配,AC匹配,肖特基二極管匹配。
47、采用端接(匹配)的方式是由什么因素決定的?
匹配采用方式一般由BUFFER特性,拓普情況,電平種類和判決方式來決定,也要考慮信號占空比,系統(tǒng)功耗等。
48、采用端接(匹配)的方式有什么規(guī)則?
數(shù)字電路最關鍵的是時序問題,加匹配的目的是改善信號質(zhì)量,在判決時刻得到可以確定的信號。對于電平有效信號,在保證建立、保持時間的前提下,信號質(zhì)量穩(wěn)定;對延有效信號,在保證信號延單調(diào)性前提下,信號變化延速度滿足要求。
49、能否利用器件的IBIS模型對器件的邏輯功能進行仿真?如果不能,那么如何進行電路的板級和系統(tǒng)級仿真?
IBIS模型是行為級模型,不能用于功能仿真。功能仿真,需要用SPICE模型,或者其他結(jié)構(gòu)級模型。
50、在數(shù)字和模擬并存的系統(tǒng)中,有2種處理方法,一個是數(shù)字地和模擬地分開,比如在地層,數(shù)字地是獨立地一塊,模擬地獨立一塊,單點用銅皮或FB磁珠連接,而電源不分開;另一種是模擬電源和數(shù)字電源分開用FB連接,而地是統(tǒng)一地。這兩種方法效果是否一樣?
應該說從原理上講是一樣的。因為電源和地對高頻信號是等效的。
區(qū)分模擬和數(shù)字部分的目的是為了抗干擾,主要是數(shù)字電路對模擬電路的干擾。但是,分割可能造成信號回流路徑不完整,影響數(shù)字信號的信號質(zhì)量,影響系統(tǒng)EMC質(zhì)量。因此,無論分割哪個平面,要看這樣作,信號回流路徑是否被增大,回流信號對正常工作信號干擾有多大。
現(xiàn)在也有一些混合設計,不分電源和地,在布局時,按照數(shù)字部分、模擬部分分開布局布線,避免出現(xiàn)跨區(qū)信號。
51、安規(guī)問題:FCC、EMC的具體含義是什么?
FCC: federal communication commission 美國通信委員會
EMC: electro megnetic compatibility 電磁兼容
FCC是個標準組織,EMC是一個標準。標準頒布都有相應的原因,標準和測試方法。
52、何謂差分布線?
差分信號,有些也稱差動信號,用兩根完全一樣,極性相反的信號傳輸一路數(shù)據(jù),依靠兩根信號電平差進行判決。為了保證兩根信號完全一致,在布線時要保持并行,線寬、線間距保持不變。
53、PCB仿真軟件有哪些?
仿真的種類很多,高速數(shù)字電路信號完整性分析仿真分析(SI)常用軟件有icx,signalvision,hyperlynx,XTK,speectraquest等。有些也用Hspice。
54、PCB仿真軟件是如何進行LAYOUT仿真的?
高速數(shù)字電路中,為了提高信號質(zhì)量,降低布線難度,一般采用多層板,分配專門的電源層,地層。
55、在布局、布線中如何處理才能保證50M以上信號的穩(wěn)定性
高速數(shù)字信號布線,關鍵是減小傳輸線對信號質(zhì)量的影響。因此,100M以上的高速信號布局時要求信號走線盡量短。
數(shù)字電路中,高速信號是用信號上升延時間來界定的。而且,不同種類的信號(如TTL,GTL,LVTTL),確保信號質(zhì)量的方法不一樣。
56、室外單元的射頻部分,中頻部分,乃至對室外單元進行監(jiān)控的低頻電路部分往往采用部署在同一PCB上,請問對這樣的PCB在材質(zhì)上有何要求?如何防止射頻,中頻乃至低頻電路互相之間的干擾?小班授課QQ1187729241
混合電路設計是一個很大的問題。很難有一個完美的解決方案。
一般射頻電路在系統(tǒng)中都作為一個獨立的單板進行布局布線,甚至會有專門的屏蔽腔體。而且射頻電路一般為單面或雙面板,電路較為簡單,所有這些都是為了減少對射頻電路分布參數(shù)的影響,提高射頻系統(tǒng)的一致性。相對于一般的FR4材質(zhì),射頻電路板傾向與采用高Q值的基材,這種材料的介電常數(shù)比較小,傳輸線分布電容較小,阻抗高,信號傳輸時延小。
在混合電路設計中,雖然射頻,數(shù)字電路做在同一塊PCB上,但一般都分成射頻電路區(qū)和數(shù)字電路區(qū),分別布局布線。之間用接地過孔帶和屏蔽盒屏蔽。
57、對于射頻部分,中頻部分和低頻電路部分部署在同一PCB上,mentor有什么解決方案?
Mentor的板級系統(tǒng)設計軟件,除了基本的電路設計功能外,還有專門的RF設計模塊。在RF原理圖設計模塊中,提供參數(shù)化的器件模型,并且提供和EESOFT等射頻電路分析仿真工具的雙向接口;在RF LAYOUT模塊中,提供專門用于射頻電路布局布線的圖案編輯功能,也有和EESOFT等射頻電路分析仿真工具的雙向接口,對于分析仿真后的結(jié)果可以反標回原理圖和PCB。同時,利用Mentor軟件的設計管理功能,可以方便的實現(xiàn)設計復用,設計派生,和協(xié)同設計。大大加速混合電路設計進程。
手機板是典型的混合電路設計,很多大型手機設計制造商都利用Mentor加安杰倫的eesoft作為設計平臺。
58、mentor的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如何?
Mentor Graphics的PCB工具有WG(原veribest)系列和Enterprise(boardstation)系列。
59、Mentor的PCB設計軟件對BGA、PGA、COB等封裝是如何支持的?
Mentor的autoactive RE由收購得來的veribest發(fā)展而來,是業(yè)界第一個無網(wǎng)格,任意角度布線器。
眾所周知,對于球柵陣列,COB器件,無網(wǎng)格,任意角度布線器是解決布通率的關鍵。
在最新的autoactive RE中,新增添了推擠過孔,銅箔,REROUTE等功能,使它應用更方便。另外,他支持高速布線,包括有時延要求信號布線和差分對布線。
60、Mentor的PCB設計軟件對差分線隊的處理又如何?
Mentor軟件在定義好差分對屬性后,兩根差分對可以一起走線,嚴格保證差分對線寬,間距和長度差,遇到障礙可以自動分開,在換層時可以選擇過孔方式。
61、在一塊12層PCb板上,有三個電源層2.2v,3.3v,5v,將三個電源各作在一層,地線該如何處理?
一般說來,三個電源分別做在三層,對信號質(zhì)量比較好。因為不大可能出現(xiàn)信號跨平面層分割現(xiàn)象。跨分割是影響信號質(zhì)量很關鍵的一個因素,而仿真軟件一般都忽略了它。
對于電源層和地層,對高頻信號來說都是等效的。在實際中,除了考慮信號質(zhì)量外,電源平面耦合(利用相鄰地平面降低電源平面交流阻抗),層疊對稱,都是需要考慮的因素。
62、PCB在出廠時如何檢查是否達到了設計工藝要求?
很多PCB廠家在PCB加工完成出廠前,都要經(jīng)過加電的網(wǎng)絡通斷測試,以確保所有聯(lián)線正確。同時,越來越多的廠家也采用x光測試,檢查蝕刻或?qū)訅簳r的一些故障。
對于貼片加工后的成品板,一般采用ICT測試檢查,這需要在PCB設計時添加ICT測試點。如果出現(xiàn)問題,也可以通過一種特殊的X光檢查設備排除是否加工原因造成故障。
63、“機構(gòu)的防護”是不是機殼的防護?
是的。機殼要盡量嚴密,少用或不用導電材料,盡可能接地。
64、在芯片選擇的時候是否也需要考慮芯片本身的esd問題?
不論是雙層板還是多層板,都應盡量增大地的面積。在選擇芯片時要考慮芯片本身的ESD特性,這些在芯片說明中一般都有提到,而且即使不同廠家的同一種芯片性能也會有所不同。設計時多加注意,考慮的全面一點,做出電路板的性能也會得到一定的保證。但ESD的問題仍然可能出現(xiàn),因此機構(gòu)的防護對ESD的防護也是相當重要的。
65、在做pcb板的時候,為了減小干擾,地線是否應該構(gòu)成閉和形式?
在做PCB板的時候,一般來講都要減小回路面積,以便減少干擾,布地線的時候,也不 應布成閉合形式,而是布成樹枝狀較好,還有就是要盡可能增大地的面積。
66、如果仿真器用一個電源,pcb板用一個電源,這兩個電源的地是否應該連在一起?
如果可以采用分離電源當然較好,因為如此電源間不易產(chǎn)生干擾,但大部分設備是有具體要求的。既然仿真器和PCB板用的是兩個電源,按我的想法是不該將其共地的。
67、一個電路由幾塊pcb板構(gòu)成,他們是否應該共地?
一個電路由幾塊PCB構(gòu)成,多半是要求共地的,因為在一個電路中用幾個電源畢竟是不太實際的。但如果你有具體的條件,可以用不同電源當然干擾會小些。
68、設計一個手持產(chǎn)品,帶LCD,外殼為金屬。測試ESD時,無法通過ICE-1000-4-2的測試,CONTACT只能通過1100V,AIR可以通過6000V。ESD耦合測試時,水平只能可以通過3000V,垂直可以通過4000V測試。CPU主頻為33MHZ。有什么方法可以通過ESD測試?
手持產(chǎn)品又是金屬外殼,ESD的問題一定比較明顯,LCD也恐怕會出現(xiàn)較多的不良現(xiàn)象。如果沒辦法改變現(xiàn)有的金屬材質(zhì),則建議在機構(gòu)內(nèi)部加上防電材料,加強PCB的地,同時想辦法讓LCD接地。當然,如何操作要看具體情況。
69、設計一個含有DSP,PLD的系統(tǒng),該從那些方面考慮ESD?
就一般的系統(tǒng)來講,主要應考慮人體直接接觸的部分,在電路上以及機構(gòu)上進行適當?shù)谋Wo。至于ESD會對系統(tǒng)造成多大的影響,那還要依不同情況而定。干燥的環(huán)境下,ESD現(xiàn)象會比較嚴重,較敏感精細的系統(tǒng),ESD的影響也會相對
|