**这是本文档旧的修订版!**
第五章:PCB设计流程 - 从需求到可生产
设计流程本质上是一个将概念变成实际的、能够工作的系统的过程
最终的目标是一个PCB板
产品设计流程 - 规范化、时间节点
头脑风暴
- 目标:越多的主意/方案越好
- 最好多人参与讨论,集思广益
- 根据需求,但不要受约束或正式需求的限制
评估
- 目标:选出最佳的方案
- 用“需求”和“限制”来进行评估
- 满足项目的需求:
- 功能
- 性能
- 可用性
- 可靠性
- 可维护性
- 预算
- 同时考虑到:
- 上市时间
- 性价比 - 开发成本/单价
- 熟悉程度
- 备用方案
电路测试评估
- 面包板
- 开发板
- 仿真工具
方案设计
- 将“概念”转变成“框图”
- 将“框图”转变成“元器件”
- Top-down:
- 从高层次开始设计,逐级分解
- 明确定义子系统的功能
- 明确定义子系统的接口
- Bottom-up:
- 从模块开始进行逐级集成
- 在模块之间添加“glue logic”进行连接
- 组合:
- 适用于子系统风险较高的复杂设计
- 需要做很多重要的决定:
- 模拟还是数字?
- 3.3V还是5V?
- 单芯片还是分立器件组合?
- 需要做很多折衷:
- 高分辨率还是低功耗?
- 同样的供电系统 - 是较高的数率还是较长的传输距离?
- 一个改变有可能会影响到整个系统的改变
- 尽可能避免这种设计
- 在复杂的、高度优化的系统中很难
从原理图到生产文件输出
- 原理图绘制就是将框图转化成详细的设计,是一个逻辑设计的过程
- 画原理图1 - 创建一个新的原理图
- 画原理图2 - 添加一个器件
- 画原理图3 - 通过连线(Track又叫Trace)将器件的管脚连接
- 布局布线就是将原理图(通过网表)转换成适合生产加工的一系列Gerber和钻孔文件的过程
- 输入: 原理图 (或网表)
- 使用: 器件库
- 输出
- Gerbers 光绘文件 (top, bottom, middle layers)
- Copper
- Soldermask
- Silkscreen
- NC打孔文件
- 孔径大小
- X-Y位置
- 生产图
- 器件名字和位置
- Pick & place文件
- 要做的事情
- 创建器件
- 设定板子的外形尺寸
- 布图规划
- 选择层数并定义各层的功能
- 放置器件(调用库)
- 手工布线(地/电源, RF信号等)
- 自动布线 (非关键的信号)
- 设计规则检查 (DRC)
- 在约束条件下的布局和布线
- “约束”会影响到板子的大小、元器件的放置位置、电路板层数的选择等
- 在布局的时候需要先根据“约束条件”设定“规则”来限定板子的布局和布线
- 同其它板卡或系统连接的要求 - 板卡尺寸、定位孔、接插件位置
- 制板厂的加工工艺要求 - 线宽、间距、过孔孔径等
- 成本要求
- 关键元器件的空间要求, 比如温度传感器附近不能有功率器件(发热)
- 标准规范 - 无线通信、EMC等
- 关键元器件的布局
- 参考阅读
- Altium PCB设计指南 - 附件下载
- Eagle PCB设计指南 - 附件下载
- PADS PCB设计指南 - 附件下载
- PCB设计服务流程 - 附件下载
- PCB产品设计流程 - 附件下载