多板系统组装:简化和优化布局

没有什么比完成一个2500块的拼图，却发现你的狗一定在某个地方吃了一两块拼图更糟糕的了。从零开始构建一个电子系统就像拼凑一个巨大的拼图。拼图的每一块都必须完美地组合在一起，如果你去掉了一块，整个画面就没有意义了。

大多数包含多种功能的复杂系统是多板系统。在工业系统、计算机、许多消费电子产品以及其他不需要主要考虑足迹的领域中都可以找到这些足迹。在多板系统中，组件的放置可以像您希望的那样简单，也可以像您希望的那样复杂，它可以归结为仔细遵循系统的功能框图。

自定义多板系统组装布局

确定多板系统的最佳布局更多的是关于选择正确的板排列。如果您回到整个系统的框图，您就可以了解如何在不同的电路板上分离功能。将整个电子系统中的关键功能分离到不同的电路板上有许多好处。

首先，这使您的系统更容易测试和维护。在系统出现问题并需要维护的情况下，每个板都可以单独测试基本功能，使技术人员能够确定负责的板并更换它。将电源组件、核心逻辑单元、模拟组件和其余功能分离到它们自己的板上实际上简化了系统每个部分的布局。

例如，假设您有一个包含LCD和显示led的显示板，一个具有混合信号电路的主板和一个电源板。这将使整个电路板更复杂，因为你现在需要使用混合信号设计技术。将这些组件分离到它们自己的板中会使每个板的设计更容易，因为每个板都需要单独的设计规则。

这种基于框图将功能分离到不同板上的想法，从设计规则的角度来看，使组件在多板系统中的放置更加容易。你只需要担心单个板的设计规则。多板连接组合成一个完整的系统需要遵守一套不同的设计规则。

将一个多板系统整合在一起并不需要有多大的难度。

将电路板连接在一起

类似于rigid-flex董事会在美国，一个多板系统必须使用许多电缆和连接器捆绑在一起。这可能会产生一系列涉及EMI/EMC、接地和跨板同步的问题。当您的整个系统是混合信号系统时，您需要采取特殊的接地预防措施，以确保信号的完整性。

许多设计师会告诉你，接地布局是在多板系统中应该设计的第一个元素。这包括整个系统的地对地(通常在金属底盘上)和每个板的接地面。这是非常重要的，应该在开始路由信号之前完成。

所有单板应在一点接地到机箱，然后应尽可能靠近或直接连接到接地系统。注意底盘地面和地面可以互换使用。将接地线连接到底盘上物理上分离的点会产生接地回路的可能性。相反，运行接地连接到底盘在一个星型配置，因为这有助于防止接地回路由于接地电位差。

adc和dac:多板系统优化

当在电路板上布置组件时，您会发现需要将模拟信号转换为数字信号，并将它们发送到另一块电路板上并反向。这就引出了一个问题:应该在哪里放置adc / dac ?这真的取决于你如何设计你的接地策略。这些混合信号设备应该跨越模拟和数字地面部分，以降低EMI易感性。要做到这一点，需要利用电缆和连接器在板之间传输接地连接。

当在数字板和模拟板之间布线信号时，您实际上是在地平面之间的分割上布线，这增加了系统中其他地方产生串扰的机会。建议使用屏蔽线连接各单板，其中一根线是各单板之间的接地线。这允许您在其中一块板上接地ADC或DAC。

在单板之间布线的最佳选择是在电缆和连接器中使用差分信号。如果这是不可能的，你可以从电信和路由的信号电缆的参考地作为双绞线。如果防止串扰是主要问题，则应尽可能使用屏蔽双绞线。

别忘了再次检查你的信号完整性。

关于多板系统装配需要注意的一件事涉及电磁兼容性(EMC)。个别电路板可能正常工作，但在单独测试时可能不会发出强烈的辐射。然而，一旦多个板连接在一起形成一个更大的系统，板之间的EMI耦合会降低整个系统的EMC。

用SPICE模型对多板系统中板间潜在的EMI和EMC问题进行建模是很困难的。尽管SPICE模型非常适合于分析单个板的行为，但它们不适用于分析板间的EMI。当您使用包含的信号完整性包时，分析信号完整性问题和验证多板设计要容易得多3D场求解器，专门为电子设备量身定制。

幸运的是，凯蒂丝做到了PCB布局和分析系统来处理你的设计挑战和仿真和建模工具验证和优化任何设计需求。利用Cadence巨大的软件机会，发挥你的潜力。

如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈吧。