MCU 브레이크 아웃 보드에 대한 PCB 레이아웃 질문


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본질적으로 LPC23xx / LPC17xx MCU를위한 보드 인 보드를 라우팅하려고합니다. 나는 이전에이 복잡성에 접근 한 것을 전혀 라우팅하지 않았으며, 몇 가지 관심 영역이 있습니다. 저는 4 계층 PCB가 최적이라는 것을 알고 있습니다. 그러나 저는 취미가되어서 이것을 4 계층 보드로 바꾸면 상업적으로 이용 가능한 옵션만큼 비싸게 만들 것입니다. 내 디자인을 입증 된 2 계층 상용 보드 2 개를 기반으로했기 때문에이 작업을 수행 할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 첫째, 이것은 대부분 라우팅 된 보드입니다 (오른쪽에있는 모든 USB 기계를 무시하고, 그것을 포함할지 여부를 결정조차하지 않았습니다) (또한 실크 스크린이 끔찍하다는 것을 알고 있습니다. ) :

LPC23xx / LPC17xx 브레이크 아웃 보드

1) 내가 관심을 갖는 한 영역은 MCU와 크리스털 사이의 트레이스 길이입니다 (하나는 RTC, 다른 하나는 MCU). 그것들은 더 이상 내가 디자인을 기반으로 한 보드 중 하나가 아니지만 약간의 유효성 검사를 원합니다.

크리스탈 흔적 클로즈업

2) 내가 가진 또 다른 관심사는 디커플링입니다. 나는 일반적으로 너무 많은 디커플링과 같은 것이 없다는 것을 알고 있지만,이 경우 공간이 부족하므로 모든 VCC / GND 쌍을 분리하지 않았습니다 (많이 있습니다!). 디자인을 기반으로 한 두 보드 모두 디커플링 캡이 2 개 밖에없고 3 개만 있어도 좋습니다. 적어도 한두 가지 더 들어 가려고 노력해야합니까?

디커플링 커패시터

3) 나는 바닥 층에 거의 손상되지 않은 접지면을 제공하기 위해 열심히 노력했습니다. 크리스탈 중 하나의 스루 홀 (실제로는 패드라고 생각합니다)에 대한 지점과 MCU에 대한 VCC의 지연 경로입니다. 접지면이 충분히 견고합니까?

VCC 추적 클로즈업

4) 배전은 저에게 특별한 문제였습니다 ( 이전 질문 참조 ). 결국 MCU 아래에 큰 필을 붓고 큰 트레이스로 VCC 핀에 연결하기로 결정했습니다. 이것이 배전에 적합한 전략입니까? 4 레이어 보드로 작업하는 경우 VCC에 전체 레이어를 사용하지만 비용상의 이유로 2 레이어를 사용하고 싶습니다.

전반적으로, 나는 여기서 어떻게 했습니까? 부팅 될 가능성이 있습니까 아니면 드로잉 보드로 돌아 가야합니까?


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+1, 좋은 질문입니다. 나는 스스로 대답을 기대할 것이다.
avakar

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한 가지 참고 사항 : 너무 많은 분리가 있습니다. 모든 곳에서 캡을 던지면 보드 전원을 켤 때 필요한 돌입 전류도 증가합니다. 너무 높으면 공급하지 못할 수 있으며 보드의 동작이 바뀝니다.
AngryEE

@AngryEE "VSS / VCC 쌍당 하나의 디커플링 캡"규칙을 따르는 것만으로도 이런 종류의 문제에 대해 걱정하지 않을 것이라고 생각하십니까?
Mark

답변:


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1) 결정은 이런 식으로 라우팅해서는 안됩니다. 추적은 가능한 짧고 대칭 적이어야합니다. 접지 판에서 잡음이 발생하지 않도록 커패시터를 단일 지점에서 GND에 연결해야합니다. 이것은 RTC 크리스탈에 특히 중요합니다. 현재 라우팅을 사용하면 운이 좋지 않으면 생성 시작 / 실패에 문제가 발생할 수 있습니다.

2) ARM 단일 레이어 보드를 확인 하십시오 : http://hackaday.com/2011/08/03/an-arm-dev-board-you-can-make-at-home/- 이 악몽조차도 작동합니다 디커플링 캡 1 개). 확실히 당신이 여기있는 것이 작동합니다. 보드 뒷면에 여분의 캡 (예 : 25uF 전해 + 2.2uF 세라믹)을 추가 할 수 있으며 충분한 공간이 있으며 VCC와 GND가 함께 있습니다. 내가 싫어하는 유일한 것은 당신의 모자에 얇은 흔적입니다. 그것들은 가능한 넓어야합니다. 내 디자인에서 유일한 커패시터는 2mm 너비의 트레이스로 연결되었습니다.

또한 C5를 살펴보십시오. 오른쪽으로 조금 움직이고 캡에 더 가까이 이동하여 짧은 넓은 트랙으로 연결할 수 있습니다. 비아가 칩 아래에 있으면 넓은 트랙을 가질 수 없습니다. C6 및 C7에 대해서도 동일합니다.

또한 집에서 이것을 제조하려는 경우 QFP 칩에서 비아를 제조하는 데 문제가 있습니다.

3) 접지 판이 충분합니다. 모든 디커플링 캡이 연결된 정사각형 언더 칩을 제외하고 견고한 접지면을 가질 필요는 없으며 접지 노이즈에 큰 도움이되지 않습니다. 제어 된 임피던스에는 접지 판이 필요하며, 이는 중요하지 않습니다. 그러나 접점에 대한 GND 연결은 가능한 넓어야합니다. 이것은 일반적인 규칙입니다. VCC 및 GND 네트는 넓은 트랙을 가져야합니다.

4) 예, 저속 ARM에서는 완벽하게 작동합니다.

내 경우에는 심지어 뒷면이 없었고 여전히 작동했습니다 .-) 공장에서 제조하는 경우 개선해야 할 유일한 것은 칩 중간의 맨 아래 층에 작은 VCC 사각형을 가지고 연결하는 것입니다. VCC 및 GND 평면의 경우 캡이보다 쉽게 ​​필터 노이즈를 필터링 할 수 있도록 가능한 한 낮은 저항과 인덕턴스를 가져야합니다. => 더 넓고 짧은 트랙과 더 많은 병렬 비아가 필요합니다. . 그러나이 특정 설계에서는 요구 사항이 아닙니다.

따라서 지금도 수정하지 않고도 작동합니다. 언급 된 변경 후에는 완벽합니다.


정보 주셔서 감사합니다! DorkbotPDX와 같은 것이 실제로는 아무것도 할 수 없을 정도로 작기 때문에이 보드를 제조 할 계획입니다. LPC23xx는 72MHz이고 LPC17xx는 100MHz입니다. 저속 ARM을 말할 때 LPC17xx도 포함하고 있습니까?
Mark

예, 저는 이것이 '저속'의 가장자리라고 생각합니다 :-)
BarsMonster

캡을 다시 라우팅하는 데 동의합니다. 깨진 접지면의 흔적은 EMI 문제 일 수 있지만 (고주파에서), 취미 보드라면 걱정할 필요가 없습니다.
dext0rb
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