物理多板组装策略创建优越的PCB设计工具

2019年6月26日

物理多板组装计算机系统中的多个蓝色电路板

随着电子市场竞争的日益激烈，为了减少电路开发的费用和时间，PCB设计也在不断发展。对于PCB设计师来说，这导致了对更传统的电路板设计方法的改变。过去，设计人员有很长的设计周期和多个原型来开发单个电路板，现在的重点是用更少的时间和资源开发完整的系统设计。

为了跟上这种新模式的步伐，PCB设计师发现，除了常规的单板设计外，他们还需要成为物理多板组装系统的设计专家。这将要求设计师具备新的技能，并增强PCB设计软件系统，为他们提供工作所需的工具。幸运的是，处理这些需求的工具已经存在，可以随时使用。以下是如何在完整的系统设计中利用这些工具。

物理多板组装及其对PCB设计的影响

过去的PCB设计涉及更多的设计迭代和物理原型，而不是今天的设计时间表所允许的。设计工具的工作方式更加孤立，需要独立设计团队中的许多人员进行操作。设计团队之间的沟通并不总是最好的，而是依赖于复杂的跟踪系统和花在会议上的时间。机械团队可能会对系统外壳进行更改，但细节可能无法及时传达给PCB布局团队以进行更改。这将导致额外的时间用于重新设计，另一轮原型，以及更多的费用。接下来的问题是，由于需要更快地将产品推向市场，如何解决这些问题?

答案是创建高效的PCB设计工具，能够设计多个电路板，这些电路板是整个系统的一部分，而不仅仅是单个电路板实体。这不仅有助于设计更好的电路板和系统，还有助于改善设计团队之间的沟通。为了实现这一目标，设计工具被增强了与其他系统(如机械设计工具)无缝协作的能力。能够导入系统的机械设计约束以及其他系统板的设计，PCB设计者现在，他们拥有了进行全物理多板组装设计所需的先进工具。

完整的系统设计都在您的控制之下

从上到下，今天的PCB设计系统能够为整个系统建模在原理图的顶层，用块表示不同的系统板设计。当您进入每个模块时，您将能够处理该特定设计的原理图，捕获和模拟原理图电路，就像您一直做的那样。

除了板级仿真之外，顶层系统设计的另一个优点是您还可以对整个系统进行电路仿真。这使PCB设计师对他们的设计有了更多的了解，这样他们就知道系统的每个单独部分是如何与其他部分相互作用的。此外，这种顶层设计方法提供了将设计任务和职责分配给团队成员的能力。这有助于改善部门沟通，建立更精确的设计工作流程。

当您进入PCB布局时，您将像往常一样使用每个单独的电路板，但是随着设计工具的增强功能，您也将拥有额外的功能。您将能够在一个完整的3D环境中与您的设计一起工作，为检查您的位置清除违规行为提供新的视角。此外，您将能够从机械设计团队导入系统插框数据，以及其他系统板设计。这将使您能够对整个系统进行完整的形式、适用性和功能验证。

使用为完整系统设计而构建的PCB设计系统，您可以开始关注以前比较困难的一些细节。例如，从单个板设计的角度来看，系统内板连接是很难处理的。现在设计师们有了他们需要的工具，可以同时使用多个电路板，从而更好地解决这些问题。

一个人的图像与他的手指在cpu的一个完整的系统设计

使用适当的PCB设计工具，完整的多组件系统设计在您的控制之下

物理多板组装的PCB设计注意事项

借助当今先进的PCB设计系统所提供的功能，设计人员能够更多地关注多板设计领域在一个PCB布局上工作．

首先，选择连接器并了解您可用的连接器将在您的多板组装中非常宝贵。之后，学习如何正确地与机械团队和制造商讨论组装说明将适合您，以及了解电路板设计的材料考虑因素。最后，重温一下多板设计技巧也无妨。

在多板设计中使用连接器

在选择用于多板设计的连接器之前，您应该考虑几个因素。这些包括以前使用连接器的电路的功能、连接器的用途、需要多少引脚以及信号性能要求。您还需要小心布置多板设计，以便通过连接器的板之间的信号有一致的接地返回路径。有些连接需要连接器上的多个接地引脚，而其他连接，如差分信号，将允许您减少这个数量。

欲知更多有关在多板设计中使用连接器，点击这里阅读。

对于多板应用，选择PCB的高功率连接器

在完整的系统设计中，多个高速pcb将传导更多的功率，并具有更严格的信号完整性要求。为了确保您拥有最可靠的板内连接，您应该选择高功率连接器。您还需要确保您设计的电路板能够处理这些连接器将携带的额外功率和信号要求。如果您的电路板设计与连接器可以处理的电流不匹配，您可能会遇到一些潜在的严重问题。

这里有一些额外的信息用于多板系统的高功率连接器．

Cadence工具中物理多板组件3D布局的截图

使用正确的3D工具，多板系统组件的工作效率更高

多板系统组装结构设计

多板系统的一个优点是能够将电路功能分离到不同的板上。这将使您能够拥有一个数字板和一个模拟板，而不必处理混合信号设计的复杂性。将这些设计连接在一起需要小心，重要的是所有系统板都要接地到机箱。在连接数字板和模拟板之间的信号时也需要谨慎。这非常类似于在混合信号板的分割平面上布线，如果您不小心使用屏蔽电缆进行板内连接，则可能会将串扰引入系统。

如果你想了解更多多板系统组件，点击这里阅读。

多板系统中高频应用的PCB材料选择

为您的多板应用选择正确的材料是至关重要的。设计师使用的标准材料，如FR-4，可能没有足够的绝缘性能与多板系统的额外功率，电压和热量。有几种材料，您的PCB制造商可以与其他材料结合使用，为您的特定需求提供最佳结果。然而，除了性能之外，还有更多需要考虑的因素，成本和制造方便性也很重要。您需要确保咨询您的制造商为您的多板系统的最佳材料选择。

阅读这篇文章了解更多关于如何为高频多板应用选择最佳的PCB材料．

Cadence横截面编辑器在物理多板组装设计中的截图

Cadence横截面编辑器帮助选择PCB材料

多板机箱和系统设计技术

多板组装在原理图中开始。您需要使用表示单个PCB设计项目的块符号来设置设计。在顶层示意图中表示的每个单独的电路板可以由一个或多个团队成员处理。这将为原理图捕获和PCB布局提供最大的优势。除了对每个单独设计的电路进行仿真外，还可以对整个系统进行仿真。

点击这里了解更多信息多板系统设计技术．

PCB设计工具，使完整的系统设计成为可能

今天的PCB设计系统使物理多板组装和完整的系统设计成为可能。由于现在能够从原理图的顶层开始，并通过设计向下工作到单个PCB布局，今天的设计师在工作中具有前所未有的优势。

使用Cadence的Allegro PCB Designer，您可以选择同时进行团队设计，以改善沟通并让其他人参与您的设计过程。交互式3D画布和无缝机械协作还将使您能够与系统机箱和其他pcb一起工作，以完全控制所有系统板的协同工作方式。此外，Allegro PCB Designer为您提供了您期望从Cadence获得的最先进的设计系统功能，例如信号完整性分析，约束驱动设计流程和电路重用功能。

多板3D设计截图