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確定完板框之后,就該元件布局了。布局這步極為關(guān)鍵,它往往決定了后期布線的難易。哪些元器件該擺正面,哪些元件該擺背面,都要有所考量。但是這些都是一個仁者見仁,智者見智的問題。
從不同角度考慮擺放位置都可以不一樣。其實自己畫了原理圖,明白所有元件功能,自然對元件擺放有清楚的認識。如果讓一個不是畫原理圖的人來擺放元件,其結(jié)果往往會讓你大吃一驚。對于初入門來說,注意模擬元件,數(shù)字元件的隔離,以及機械位置的擺放,同時注意電源的拓撲就可以了。
一款PCB設計的層數(shù)及層疊方案取決于以下幾個因素:
(1)硬件成本:PCB層數(shù)的多少與硬件成本直接相關(guān),層數(shù)越多硬件成本就越高,以消費類產(chǎn)品為代表的硬件PCB一般對于層數(shù)有限制,例如筆記本電腦產(chǎn)品的主板PCB層數(shù)通常為4~6層,很少超過8層;
(2)高密元器件的出線:以BGA封裝器件為代表的高密元器件,此類元器件的出線層數(shù)基本決定了PCB板的布線層層數(shù);
(3)信號質(zhì)量控制:對于高速信號比較集中的PCB設計,如果重點關(guān)注信號質(zhì)量,那么就要求減少相鄰層布線以降低信號間串擾,這時布線層層數(shù)與參考層層數(shù)(Ground層或Power層)的比例是1:1,就會造成PCB設計層數(shù)的增加;反之,如果對于信號質(zhì)量控制不強制要求,則可以使用相鄰布線層方案,從而降低PCB層數(shù);
(4)原理圖信號定義:原理圖信號定義會決定PCB布線是否“通順”,糟糕的原理圖信號定義會導致PCB布線不順、布線層數(shù)增加;
(5)PCB廠家加工能力基線:PCB設計者給出的層疊設計方案(疊層方式、疊層厚度 等),必須要充分考慮PCB廠家的加工能力基線,如:加工流程、加工設備能力、常用PCB板材型號 等 。
高速背板與整機機框結(jié)構(gòu)設計
高速背板設計與整機機框結(jié)構(gòu)設計主要關(guān)注:子卡槽位間距、子卡結(jié)構(gòu)導向設計方案、系統(tǒng)電源總功耗、系統(tǒng)散熱風道設計 等
(1)子卡槽位間距
機框?qū)挾仁芟抻跈C柜寬度限制,因此對于19inch標準機柜而言,子卡槽位間距越小則子卡的數(shù)量越多、反之則越少,通常的子卡槽位間距以0.2inch為間隔單位,如:1.2inch、1.4inch、1.6inch 等
實際上子卡槽位間距同時受到幾個因素的限制:背板接口連接器的寬度、子卡的器件高度、系統(tǒng)散熱風道設計 等。
(2)子卡結(jié)構(gòu)導向
連接器是一種精密連接的器件,一般在整機機框設計時,需要對于子卡進行結(jié)構(gòu)導向方案設計,一般至少在子卡連接器的上下兩個位置設計“導向銷”,“導向銷”系統(tǒng)先于子卡與背板信號連接器連接互連,起到“粗定位導向”的作用,避免因為結(jié)構(gòu)錯位導致信號連接器損壞。
(3)系統(tǒng)電源功耗
子卡電源連接器的選型及系統(tǒng)電源模塊連接器的選型取決于功耗,例如:某子卡的功耗是480W,采用-48V電源,那么要求子卡電源連接器通流能力能夠支持10A,然而通常情況下還需要考慮電源壓降及系統(tǒng)穩(wěn)健性的影響,子卡電源連接器的通流能力會在10A要求的基礎上提高50~100%,要求滿足15~20A。
(4)系統(tǒng)散熱風道
整機機框系統(tǒng)的散熱風道設計,對于背板的設計存在限制與要求,背板一般不會貫穿整個機框高度、實際上是需要為散熱系統(tǒng)的進風口、出風口等讓出空間; 對于服務器領(lǐng)域的機框,Midplane的形式比較廠家,由于機框高速尺寸的限制,通常從前插板子卡面板開口進風,同時會要求背板保持30~50%的開孔率,從而保障系統(tǒng)前后風道的設計實現(xiàn)。