威尼斯城所有登入网址-澳门威尼斯游戏网址-首页

威尼斯城所有登入网址-澳门威尼斯游戏网址-首页欢迎您!
网站地图|收藏大家

高密度PCB设计面临新挑战

编辑:PCB    来源:未知    发布时间:2020-04-21 14:54    浏览量:
随着电子产品功能变得越来越复杂,性能越来越高,印刷电路板的密度和相关设备的频率不断提高,工程师面临的挑战也越来越多高密度PCB设计正在增加。
除了众所周知的信号完整性(SI)问题外,高速PCB技术的下一个热点应该是电源完整性(PI),EMC / EMI和热分析。
而且随着竞争的日益激烈,制造商面临着产品时间的压力,如何使用先进的EDA工具和优化方法和工艺,高质量,高效率地完成设计,已成为系统制造商和设计工程师不得不面对的问题。
热点:从信号完整性转换到电源完整性在高速设计方面,人们首先考虑的是信号完整性问题。信号完整性主要是指信号线上传输信号的质量,当电路中的信号能够以所需的时间序列,持续时间和电压幅度到达接收芯片引脚时,电路具有良好的信号完整性。当信号无法正常响应或信号质量不能使系统长时间稳定工作时,会出现信号完整性问题,信号完整性主要体现在延迟,反射,串扰,时序,振荡等方面。等等。通常认为,当系统工作在50MHz时,将出现信号完整性问题,并且随着系统和设备的频率持续攀升,信号完整性的问题变得越来越突出。
元件和PCB板参数,PCB板布局上的元件,高速信号布线等问题都会导致信号完整性问题,导致系统工作不稳定,甚至完全无法正常工作。经过几十年的信号完整性技术的发展,其理论和分析方法已经比较成熟。对于信号完整性问题,信号完整性不是一个人的问题,它涉及设计链的各个方面,不仅要考虑系统设计工程师,硬件工程师,PCB工程师,甚至在制造中也不容忽视。
为了解决信号完整性问题,有必要使用先进的仿真工具。电源Integrity是一种相对于信号完整性相对较新的技术,它被认为是当今高速,高密度PCB设计的最大挑战之一。电源完整性意味着在高速系统中,电力传输系统(PDS电力传输系统)在不同频率下具有不同的阻抗特性,因此电路板与PCB板上的层之间的电压因电路板而异。导致电源不连续,电源噪声,使芯片不能正常工作,而且由于高频辐射,电源完整性问题也会带来EMC / EMI问题。
如果电源完整性问题解决不好,将严重影响系统的正常运行。通常,电源完整性问题以两种方式解决:优化电路板的层压设计和布局,以及增加去耦电容。当系统频率低于400MHz时,去耦电容可以起到抑制频率,滤波和阻抗控制的作用,将适当的去耦电容放在正确的位置有助于减少系统电源完整性的问题。 。然而,当系统的频率较高时,去耦电容器的效果非常小。
在这种情况下,电源完整性问题只能通过优化电路板的层间距设计,以及布局布线或其他降低电源和接地噪声的方法(例如适当匹配以减少反射问题)来解决。 (电力传输系统),同时抑制EMC / EMI。对于信号完整性和电源完整性之间的关系,“信号完整性是时域的概念,更好的理解,电源完整性是频域的概念,难度大于信号完整性,但在某些方面和信号完整性和那里有相似之处。“电源完整性对工程师有更高的技能要求,是高速设计的新挑战。它不仅涉及板级,还涉及芯片和封装级别。建议从事高速电路板设计的工程师在解决信号完整性的基础上进行电源完整性。
通过模拟“软”您的设计模拟是对虚拟原型的测试,其考虑了问题的所有方面。
随着设计变得越来越复杂,它是不可能的或工程师实施每个方案,此时只能通过使用先进的模拟而不是实验来判断它们。今天的系统设计,除了面对高速高密度电路板带来的挑战外,产品压力的快速引入也是使仿真成为系统设计不可或缺的手段。
设计人员希翼使用先进的仿真工具,在设计阶段识别问题,从而高效,高质量地完成系统设计。传统的电路板设计,工程师很少使用模拟手段。往往,上游芯片制造商提供参考设计和设计指南(即白皮书),结合工程师的实际经验进行设计,然后设计原型机进行反复测试,识别问题,修改设计,使循环,直到问题基本完全解决。即时和偶尔使用模拟工具进行设计,但也仅限于本地电路。
修改电路意味着延迟时间,这在产品快速出来的压力下是不可接受的,特别是对于大型系统,小修改可能需要推翻整个设计,就是所谓的“拉动”,损失它给制造商带来了无法估量的。产品质量难以保证,开发周期不可控,工程师过度依赖的经验......这些因素使这些设计方法难以应对日益复杂的高速,高密度PCB设计所带来的挑战。必须借助高级仿真工具解决。 “上游芯片制造商给出的设计是基于他们自己的模型,而系统制造商的产品和上游厂商的模型不能完全相同;同时,一个芯片设计要求可能与另一个相矛盾,然后必须通过模拟确定设计。
从某种意义上说,仿真是一种更“软”且更经济的功能评估解决方案,它允许在通过测试物理原型完成之前在虚拟原型上完成App。但是,高速高密度电路板的仿真与传统仿真不同。 Mentor Graphics,技术工程师Yulife说:“传统的模拟是用于原理图,它只是添加激励,看输出,从而确定功能是否正确,而高速模拟是正确的功能在此前提下,看一下设计的性能,它不仅仅是用于原理图,还用于PCB设计。“ “使用模拟工具,您可以确定哪种情况更接近实际需求,确定哪种情况更便宜,并根据会议性能要求在性能设计和系统成本之间找到平衡点。” Yulife说:“使用模拟工具,可以判断系统改进的方向是否正确,为设计指明方向,提高板的成功率,使产品更快地推向市场。”但是,无论模拟结果与测试结果有多接近,它都不能替代实际的测试系统。
“测试是对包含所有真实环境因素的系统性能的真实判断,但模拟是虚拟原型的”测试“,具体条件,没有工具可以考虑所有现实条件并模拟它们一切都在同一时间。然而,随着技术的发展和工具的不断改进,仿真结果和实际测试结果的近似值越来越高,设计的引导意义越来越重要,但与此同时,它也越来越重要。对工程师提出了更高的要求 - 尽管这些工具越来越容易使用,
然而,模拟结果的判断和改进方法取决于工程师的技术水平和理论基础。目前,在高速PCB模拟中,最不令人满意的效果是EMC / EMI。这是因为对于高速系统,由于穿孔效应的影响,有必要对系统进行三维建模,以便有效地模拟真实环境。然而,对于诸如PCB的大而复杂的系统,很难对其进行三维建模。
 

相关资讯推荐

关注官方微信

Copyright ? 威尼斯城所有登入网址-澳门威尼斯游戏网址-首页 版权所有 地址:深圳市龙岗区坪地街道新联中路17号



威尼斯城所有登入网址|澳门威尼斯游戏网址

XML 地图 | Sitemap 地图