使用优越的PCB设计工具创建物理多板组装策略

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

随着电子市场的竞争越来越激烈，PCB设计也在不断发展，以减少电路开发的费用和时间。对于PCB设计师来说，这导致了对电路板设计更传统方法的改变。过去，设计师可以奢侈地使用较长的设计周期和多个原型来开发单个电路板，而现在的重点是用更少的时间和资源开发完整的系统设计。

为了跟上这种新范式的步伐，PCB设计人员发现，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设计的专家。这将需要设计师的新技能，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，可以使用了。下面介绍如何在完整的系统设计中充分利用这些工具。

物理多板组装及其如何影响PCB设计

PCB设计过去涉及的设计迭代和物理原型比今天的设计时间表所允许的要多得多。设计工具在工作方式上更加孤立，需要在不同的设计团队中进行大量人员的操作。设计团队之间的沟通并不总是最好的，依赖于精心设计的跟踪系统和花在会议上的时间。机械团队可能会对系统插框进行更改，但细节可能无法及时到达PCB布局团队进行更改。这将导致重新设计的额外时间，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?

答案是创造高效的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，而不仅仅是单个的电路板实体。这不仅有助于设计出更好的电路板和系统，而且还有助于改善设计团队之间的沟通。为了实现这一目标，设计工具增强了与其他系统(如机械设计工具)无缝协作的能力。由于能够导入系统的机械设计约束以及其他系统板设计，PCB设计者现在有先进的工具，他们需要完整的物理多板组装设计。

完整的系统设计都在你的控制之下

从上到下，今天的PCB设计系统都能够做到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。当你深入到每个块时，你将能够为特定的设计工作原理图，捕获和模拟原理图电路，就像你一直做的那样。

除了板级仿真之外，顶级系统设计的另一个优点是，您还可以执行整个系统的电路仿真。这使PCB设计人员对他们的设计有了更多的可见性，以便他们知道系统的每个单独部分是如何与其他部分交互的。此外，这种顶级设计方法提供了向团队成员分配设计任务和职责的能力。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板，但随着设计工具的增强功能，您也将拥有额外的功能。您将能够在全3D环境中使用您的设计，为检查您的位置是否违反许可提供新的视角。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、适合性和功能验证。

使用为完整系统设计而构建的PCB设计系统，您可以开始专注于以前比较困难的一些细节。例如，从单个电路板设计的角度来看，系统内的电路板连接是很难处理的。现在设计师有了他们需要的工具来更好地解决这些问题，因为他们能够同时使用多个板。

一个人的形象与他的手指在cpu上的一个完整的系统设计

使用适当的PCB设计工具，完整的多组装系统设计在您的控制之下

物理多板组装的PCB设计考虑因素

随着今天先进的PCB设计系统所提供的功能，设计人员有能力更多地关注多板设计领域，这些领域以前在设计时比较困难工作在单一的PCB布局．

开始，选择连接器和连接器的知识提供给你将是无价的在你的多板组装。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，并将了解您的板设计的材料考虑因素。最后，复习一下多板设计技术也无妨。

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，有几个注意事项需要考虑。这些包括连接器过去所在的电路功能，连接器将用于什么，需要多少引脚，以及信号性能要求。您还需要小心布局您的多板设计，以便通过连接器在板之间有一致的地面返回路径。一些连接需要连接器上的多个接地引脚，而其他的，如差分信号，将允许您减少这个数字。

欲知更多有关在多板设计中使用连接器，在这里阅读。

对于多板应用，PCB选择高功率连接器

全系统设计中的多个高速pcb将传导更大的功率，并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承载的额外电源和信号要求。如果你的电路板设计不匹配你的连接器可以处理的电流，你可能会有一些潜在的严重问题。

这里有一些关于用于多板系统的高功率连接器．

Cadence工具中物理多板组装3D布局的截图

使用正确的3D工具，使用多板系统组件将更加高效

多板系统装配配置设计

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，也需要谨慎操作。它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总成，在这里阅读。

多板系统高频应用PCB材料的选择

为您的多板应用选择正确的材料是至关重要的。设计人员习惯使用的标准材料，如FR-4，在多板系统的额外功率、电压和热量下，可能没有足够的绝缘性能。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问题，成本和制造难度也很重要。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。

阅读这篇文章获取更多信息如何为高频多板应用选择最佳PCB材料．

在物理多板组装设计中使用的Cadence横截面编辑器的截图

Cadence横截面编辑器有助于PCB材料的选择

多板插框和系统设计技术

多板组装从原理图开始。您需要用块符号来设置您的设计，这些块符号将表示各个PCB设计项目。顶层示意图中表示的每个板子都可以由一个或多个团队成员进行操作。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。

阅读这里获取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。现在有能力从原理图的顶层开始，通过设计向下到单个PCB布局，今天的设计师在他们的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画布和无缝的机械协作还将使您能够与系统插框和其他pcb一起工作，以完全控制所有系统板将如何协同工作。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，如信号完整性分析、约束驱动的设计流程和电路重用特性。

多板3D设计截图