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半导体技术的高速发展，使得IC芯片的运行速度越来越快，集成度越来越高，单个芯片的功能越来越强、越来越综合，以往在一块PCB上实现的功能块，现在可能用一块IC就可以完成。在整机电子系统设计领域，伴随着半导体技术的高度发展，今天的电子整机系统设计已与昨天不可同日而语，高集成、多功能、小型化、轻重量等众多特点日益突出，这让我们感受到了SOC（片上系统）、SOP（封装上系统）、SOB（板上系统）等诸多新技术应用成果以及它们带给我们的好处。可以说现代电子整机系统设计已经进入到“搭积木”式的设计时代，其特点是更注重系统设计的创新和这些这高速模块的连接实现上来。这就推动了电子整机系统设计中的PCB设计进入高速电路设计领域。我们许多电子产品已经进入或正在进入高速PCB设计领域，如再沿用传统的Protel等小型零散的桌面软件已经无法满足设计质量和设计速度要求。为此，现代PCB设计必须采用高速PCB设计分析工具和EMC分析工具。 一般意义上讲，高速PCB主要关注以下几个方面的内容： 1：对于单根PCB走线（布线），尤其是那些高速的时钟线、数据地址线、控制信号线等，必须在设计中准确地知道（控制）走线的阻抗，没有精确的阻抗控制，就无法实现阻抗匹配布线（无法知道走线在不同布线层上的阻抗参数，因而无法实现阻抗匹配措施）。其次，对于单根PCB走线，我们还要控制其走线的延时大小，以满足越来越苛刻的设计时序要求。第三是无论单根PCB走线，还是多根PCB走线，我们还必须规划和设计其走线的拓扑结构，这在高速PCB设计当中已经越发重要了。第四是对走线上的信号的波形失真、振铃等也要严格控制。 2：对于多根PCB走线（布线），必须控制走线线束间的串扰，由于越来越多的IC采用低电平工作模式（5V=>3V），这就使得对走线串扰的控制变得非常重要。当然分析多根PCB走线的前提也是要先分析和控制单根PCB的走线。在多根PCB走线的情形当中，一个特殊的应用就是差分线的布线控制。差分器件和差分布线越来越多地应用在高速电子系统设计当中，布线和控制好差分线也是设计成功的关键（包括差分阻抗的控制、失真控制、时序控制、匹配控制等）。 3：对于整个PCB板来说，布局很重要。没有好的合理的器件布局是根本不可能设计出成功的PCB。这涉及到了PCB板级的一些EMC问题。其次是如何设置合理的电源/地线层以及如何合理地配置去耦电容和旁路电容，以及如何放置（布局）这些电容在PCB中。 4：电路的正常工作并不代表整个PCB或整个电子系统就可以通过EMC标准的检测。所以我们在设计电子系统时，即要确保逻辑正确，功能正确，单个PCB和整个系统正常工作，同时在设计的具体环节（如单个PCB设计阶段）就要考虑和关注整个系统的EMC问题。只有设计的各个环节，尤其是在设计的基础环节阶段把EMC问题考虑在内，在整个系统调试中才可以很好地达到EMC测试标准。 当然，设计高速PCB所要关注的绝不仅仅是上面提及的几个方面，但这里我们所提及的这几个方面是最基本也是最重要的，其它的问题都可以由此展开。 | 
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发表于 2012-1-13 09:26:24
发表于 2012-1-13 10:06:04
