PCB 및 전원 연결 설계

지금은 몇 가지 PCB를 설계했지만 좋은 사례에 대해 많은 생각을하지 않았습니다. 그것들은 작은 보드였으며 연결에 필요한 모든 것이 연결되어 있는지 확인하는 데 중점을 두었습니다.

이제 저는 잘 디자인 된 보드를 만드는 데 더 진지하고 싶습니다. 나는 현재 프로젝트를 여러 번 디자인하고 재 설계하여 멋진 레이아웃을 만들려고 노력했습니다.

이 프로젝트는 16Mhz 크리스털에서 실행되는 ATXMega256 mCU를 중심으로 총 60 개의 구성 요소와 그 중 7 또는 8 개가 IC입니다.

다음 번 재 설계를 위해 "Manhattan Routing"에 최소한 시도해 보려고 노력할 계획입니다.

내가 가장 많이 겪고있는 문제는 각 IC에 전원을 공급하는 적절한 방법을 이해하는 것입니다. 일반적으로 데이지 체인을 데이지 체인으로 연결하지만 나쁜 습관이라고합니다.

전원 공급과 관련된 내 질문은 다음과 같습니다.

1. 모든 IC가 레귤레이터에 직접 연결되어 있지만 실제 예제를 보지 못한 "Star Configuration"에 대해 들었습니다. 그래서이를 프로젝트에 어떻게 설계해야할지 모르겠습니다. 내 마음 속에 하나의 패드에서 흔적이 엉망인 것처럼 들린다. 잘 설계된 스타 구성의 예를 게시 할 수 있습니까?

2. 평면의 어느 곳에서나 전력이 존재한다는 것 외에, 전력 평면과 달리 스타 구성을 사용하는 것의 장점과 단점은 무엇인가?

3. VCC, 특히 2 계층 보드에서는 일반적으로 2 계층 보드에서 일반적이지 않다는 것을 들었을 때 2 계층 보드에 평면을 사용하는 것이 좋을까요?

4. 파워 플레인을 사용하지 말아야한다면, 트레이스가 서로 교차해야하는 경우에 더 좋습니다 : GPIO를 위해 비아를 사용하거나 파워를 위해 비아를 사용합니까?

5. 2 레이어 보드에서 전원 평면을 사용해도 괜찮다면 VCC가 맨 위 또는 맨 아래에 있어야합니다. 접지 평면도 있습니다.

모든 프로젝트가 다르고 다른 계획이 필요하기 때문에 이러한 질문에 대한 정답이 없다는 것을 알고 있지만 기본 개념은 사람들이 따라야 할 보편적이라고 생각합니다. 규칙을 어기려면 먼저 규칙을 알아야합니다.

또한 이러한 질문이 온라인 토론 범위를 넘어 설 수도 있지만 올바른 방향으로 나아갈 수있는보다 일반적인 답변을 찾고 있습니다.

Texas Instruments의 EMI 감소 를위한 PCB 설계 지침을 살펴 보는 것이 좋습니다 .

EMI 감소에 중점을두고 있지만 "Manhattan Routing"을 제외한 모든 질문에 대한 조언이나 답변을 제공합니다.

섹션 2.1 (약 12 페이지)은 접지 및 전원에 관한 것입니다. 다음과 같은 유용한 섹션이 포함되어 있습니다.

2.1.7 전원 평면 4 계층 보드의해야 할 것과하지 말아야 할 것
2.2.1 단일 점 대 다점 분포
2.2.2 별 분포
2.2.3 평면을 만들기위한 그리드

2 계층 보드를 사용하여 4 계층 PCB EMI 성능에 근접하는 방법을 보여줍니다. EMI를 줄이려면 전력 및 접지 라우팅 및 디커플링이 양호해야합니다.

이것은 엄밀한 대답이 아닙니다. 실제로 결정적인 대답이 있는지 또는 사람들의 의견이 있는지는 모르겠습니다. 댓글이 너무 길어서 고소합니다.

내가 말했듯이, 이것은 실제로 답이 아니며, 레이아웃과 라우팅을 수행하는 방법 일뿐입니다. "올바른"방법이나 "적절한"방법은 모르지만 Works For Me ™입니다.

맨하탄 라우팅은 항상 좋은 대답은 아닙니다. 나는 일종의 하이브리드 맨하탄을 사용합니다. 많은 시간이 위 / 아래 및 왼쪽 / 오른쪽이지만 항상 그런 것은 아닙니다. 정확한 상황에 달려 있습니다. 왼쪽 / 오른쪽 평면에서 약간 위 / 아래로 약간의 위 / 아래를 수행 할 수 있고 2 개의 비아가 필요없는 경우 축소를 통해 감소를 통해 배치합니다.

힘에 관해서는-나는 루프와 세미 스타를 사용하는 경향이 있습니다. 끝 부분에 고리가있는별로 생각하십시오. 특히 하나의 칩에 5 또는 6 개의 전원 핀이있을 경우 칩의 전원 트레이스는 모든 핀 주위에 루프를 형성하고 처음으로 돌아갑니다. 칩 그룹과 동일합니다. 항상 레귤레이터 / 전원 회로로 돌아가지는 않지만 낮은 임피던스 "트렁크"트레이스로 돌아가서 레귤레이터로 되돌아갑니다.

전원 또는 IO의 비아? 글쎄, 그것은 힘과 IO에 달려있다. 비아는 인덕턴스와 저항이 증가합니다. 비아에 전원이 너무 많으면 과도한 전압 강하가 발생하거나 전류 처리 기능이 저하 될 수 있습니다. IO에 비아가 너무 많으면 작업 할 수있는 최대 클럭 속도와 데이터 속도가 줄어들고 EMI 방출이 증가 할 수 있습니다. 일반적으로 비아의 전원을 최소한으로 유지하는 것을 선호합니다. 이를 위해 나는 보통 무엇보다 먼저 전력 추적을 배치합니다.

2 층 보드에 전원 평면이 있어야하는 경우 (접지 평면, 예,하지만 전원 평면이 아닌 경우) 나는 그것을 맨 위에 두는 것이 가장 좋습니다. 주로 바닥에있는 접지면이 일반적으로 섀시에 인접하기 때문에 금속과 접지 된 경우 접지는 접지 옆에 있으며 불쾌한 단락을 유발할 수 없습니다. 접지 옆의 전원으로 인해 단락이 발생할 수 있습니다.