PCB路由拓扑去神秘化

2019年6月1日

你已经有了原理图，知道哪个引脚应该连接到哪里，现在是时候弄清楚你的组件和走线将如何物理地布局到电路板上了。它真的像连接点“A”到点“B”那么简单吗?直到你有一个完整的电路布局，适合你的电路板的物理尺寸?

事实是，还有更多PCB路由而不是确保董事会的连续性。EMI/EMC考虑因素(如串扰、反射率和RF)，到热考虑因素(如节流)，到不同组件的功耗要求，都是设计PCB路由拓扑的许多因素中的一些。在这篇文章中，我们将介绍PCB设计背景下路由拓扑的基础知识。

不同类型的路由拓扑

PCB路由拓扑是在电路板上铺设组件和走线的简单配置。在许多方面，PCB可以被认为是一个网络——数据必须从一点流到另一点，优化路由拓扑以确保信号完整性在整个电路板中保持一致是很重要的。

也许正是由于这个原因，您会听到许多PCB设计人员从网络拓扑中借用术语来描述电路板上的走线和组件的布局方式。让我们来看看更常见的路由拓扑类型:

到目前为止，最简单的路由拓扑类型是简单地在两点之间建立直接连接。返回路径越短，电路效率越高。权衡是要弄清楚如何确保电路板上的每个点都满足相应的匹配，同时考虑差分对、端子、EMI考虑因素以及物理尺寸和公差。对于每一个点来说，在物理上通常是不可行的，因此许多拓扑已经进化来解决这些不同的情况。

菊花链是将多个点串联在一起的行为。在线性菊花链中，第一个点连接到第二个点，第三个点连接到第二个点，依此类推，直到电路返回地面。在环拓扑结构中，点被菊花链成一个环。菊花链很受欢迎，因为它节省空间。

“通过路由飞行”是一种流行的线性菊花链，用于连接多个DDR3和DDR4存储芯片在一起，其中终端电阻或存根包括在每个单元上，以防止反射和提高信号完整性。

星型路由拓扑包括将多个点连接到一个中心集线器。在PCB设计的背景下，这个术语通常用来指使用一个中心垫或通过连接电路中的多个点到电源或地。这是有用的，当你不希望任何组件影响功率或信号，因为他们会在菊花链。这个想法是为每个点提供一条直通电源或地面的线路。

总线拓扑无需介绍。它是电子世界中最流行和最广泛使用的路由拓扑之一，涉及将多个点连接到单个电源/信号线或组件。数据、地址和控制总线只是PCB世界中常见架构的一些例子。

除了选择使用哪种拓扑之外，PCB路由还有很多因素。衬垫和迹线厚度必须根据载流能力、EMI/EMC考虑因素和可制造性进行优化。必须选择公差和间隙，以防止电弧，并减少由焊料流失引起的短路的机会。在布线PCB设计时，有很多变量需要处理。

幸运的是,现代PCB设计工具使管理所有这些路由注意事项变得非常容易。自动路由器让你应用公差，间隙，和最佳转弯自动连接点在你的整个设计。

实时信号分析可以帮助您进一步优化路由拓扑，以消除反射并提高整个设计中的信号完整性。渴望将PCB路由拓扑提升到一个新的水平?看看Cadence的PCB设计和分析工具套件今天。