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创新PCB设计的先进电路路由技术

OrCAD PCB Designer的截图,显示复杂的内部层路由

大多数电子设备的核心是印刷电路板。无论它们是控制设备的活动、调节电源还是提供计算能力,这些板通常都是它们所安装的系统的核心。它们有各种各样的形状和大小,其复杂性将根据设备的需求而变化。不管它们看起来像什么,做什么,它们通常都有一些共同的属性。电子元件在电路板上焊接到位,金属线将这些元件在电路板的不同层内电连接在一起。

多年来,PCB设计人员使用各种工具来创建他们正在设计的电路板上所需的走线路由。一些人使用了自动路由器,这些路由器要么是他们工具的一部分,要么来自第三方软件,而另一些人则使用了自动辅助路由器,这些路由器与设计系统中内置的常规交互式路由工具一起工作。然而,大多数设计人员(如果不是全部的话)都非常习惯于在PCB设计系统中使用交互式路由工具在印刷电路板设计上手动路由连接。这是一个行之有效的过程,已经存在了很长一段时间,多年来一直表现出色。

就像生活中的其他事情一样,总有变化在地平线上。电路板技术正在不断发展,以满足新的新兴技术所带来的挑战,PCB设计人员需要准备好面对这些挑战,因为他们的电路板设计越来越复杂。特别是在路由跟踪领域,设计人员需要准备好响应这些新的设计需求。PCB设计人员将如何使用这些新的PCB路由器和路由方法?幸运的是,已经有一些先进的电路路由技术可以提供帮助,我们将在这里看看其中的一些。

新兴技术的高级电路路由技术

仅仅因为一种新产品没有定期向公众推出,并不意味着电子产品的发展停滞不前。相反,电子创新总是突飞猛进。电子产品在计算、电信、航空航天和医疗等不同领域的应用每天都在取得进步。这些进步都需要新的电子技术水平,这反过来又需要新的和更复杂的PCB设计。

例如,医疗电子领域的技术正在取得巨大的进步。监测用户健康状况的可穿戴设备只是一个开始,我们越来越多地看到在这些设备中使用物联网将它们连接在一起。感知、监测和刺激你的健康的设备,如血压检测仪和心脏起搏器,都需要通过互联网相互连接,以便共同操作,并将结果反馈给医疗保健专业人员。

问题是,设计师如何创造出满足这些需求的电子产品呢?答案是通过使用更小的部件、精确的制造工艺和先进的电路布线技术。这就是PCB技术的新进步真正需要的地方。

显示BGA转义路由的3D OrCAD布局截图

使用先进的PCB设计工具对BGA焊盘进行转导布线

现代印刷电路板走线布线技术

要设计能够完成医疗物联网设备所需工作的印刷电路板,对设计师和PCB设计工具都有很大的要求。医疗设备通常在尺寸和功率方面受到限制,但在跟踪路由方面需要同样多(如果不是更多的话)的注意细节,以保持信号的完整性。

由于无线通信和敏感数据信号都在如此小的区域内处理,这些电路板的设计对任何设计师来说都是相当大的挑战。还有许多其他电子设备需要先进的电路路由技术来有效地处理这些相同类型的约束。

除了医疗物联网设备所需的路由架构外,还有其他正在开发的电子产品也需要这些相同的高级路由技能。诸如计算和电信等设备都依赖于不断发展的处理器和内存技术,这将需要更先进的PCB路由。

较大的处理器组件的引脚数量持续增长,如球格阵列(BGA包),将需要精确的路由技巧来成功地从所有BGA引脚路由跟踪。内存组件的进步将需要新的跟踪路由方法来适应它们的双数据速率连接。

对于正在开发需要使用这些新的路由策略和技术的电路板的PCB设计师来说,成功的关键是更加熟悉它们。您将希望了解更多关于医疗物联网电路的路由架构的信息,以了解它们需要什么以及一些考虑因素是什么。

您还需要了解更多关于跟踪路由BGA包的信息,以便更好地理解使用新的大型BGA会遇到什么问题。尽可能多地了解DDR路由技术也是一个好主意,这样在开始布置内存电路时就不会出现任何意外。值得庆幸的是,关于这些主题有很多信息,其中一些我们将在这里指导你。

显示调优路由的3D OrCAD布局的截图

跟踪调优控制PCB布线长度对于DDR布线是必不可少的

PCB跟踪路由提示和建议

为新设计技术所需的复杂PCB跟踪路由做好准备的最佳方法是尽可能多地了解它们。这里有一些资源可以让你在这个问题上有一个好的开始:

医疗物联网电路的路由架构

我们都已经熟悉了物联网(IoT)是如何将我们的日常电器连接在一起的,这样我们就可以通过冰箱重新订购杂货,或者在我们外出度假时打开家里的客厅灯。医疗设备也通过物联网连接在一起,通过各种穿戴或植入的设备来监测和维护我们的健康。

PCB设计人员面临的挑战更大,为这些设备创建坚固可靠的电路板的责任也更大。无法打开或关闭你的灯,并不会造成植入传感器报告错误心跳的后果,设计师需要所有可以得到的帮助来创造完美的医疗设备。

如果你想了解更多关于这个主题,阅读一些这里是医疗物联网连接的考虑因素。

从BGA包中路由跟踪

随着对计算能力需求的增长,诸如球网格阵列(BGA)封装等精密零件将随着越来越多的引脚而变得越来越大。组件供应商通常会减少这些部件的引脚间距,同时增加它们上的引脚数量,以适应部件的附加功能。

对于设计师来说,有许多不同的资源可以帮助他们更好地处理这些日益复杂的部件。bga的一些基本路由技巧包括组织信号路径,以及为较大的设备使用对角线路由转义模式等想法。

如果你想了解更多关于路由BGA包,阅读它在这里。

DDR路由技术的注意事项

最严格的PCB跟踪路由之一,你将做将连接存储电路。双数据速率(DDR)存储器需要电路板上特定的路由模式才能正确工作。这涉及到匹配迹线的长度,以便在相关时钟信号的上升沿和下降沿捕获数据。

要做到这一点,需要内存芯片的精确组件位置,同时允许您有足够的空间来路由所有的连接。在布线DDR内存时,PCB设计人员通常需要增加迹线的长度,以便使用称为迹线调优的实践使它们全部匹配。设计人员还必须根据存储器电路的需要,提前计划合并特定的路由模式。

对于设计人员来说,内存路由中有很多需要了解的内容,您可以阅读更多相关内容这里的DDR路由技术。

显示轨迹缩颈的OrCAD 3D布局截图

具有高级功能的PCB设计工具可以帮助创建这样的路由

精确的路由技术导致优越的PCB设计

保持严格的路由架构的限制,例如在医疗物联网设备中会发现的,或路由出细间距高引脚数BGA包,或路由密集而复杂的DDR存储电路,这需要PCB设计者的高超技能。幸运的是,在这方面您并不孤单,因为PCB设计工具多年来已经添加了大量的功能来提供帮助。

您将在最好的工具中发现允许您为网络、组件和类分配设计规则的特性,以及设计所需的特定高速设计规则。还有一些有用的功能,例如指定特定的区域,其中迹线宽度将自动暂时减小,以便您可以将迹线路由出高密度BGA区域。现在,通过PCB设计工具中的自动跟踪调优长度匹配功能,DDR内存路由也可以更有效地完成。

简单地说;为了创建最好的印制电路板走线路由,你需要最好的设计工具,你可以得到。的PCB设计系统Cadence提供的特性和功能,以确保您可以创建我们一直在谈论的高级电路路由技术类型。凭借其先进的功能,OrCAD PCB Designer是PCB设计工具,你需要成功的每一个印刷电路板的设计。

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