PCB電路設計:如何減少錯誤並提高效率
發布時間:2015-01-13 來源:jalaj jain 責任編輯:sherryyu
【導讀】PCB電(dian)路(lu)板(ban)設(she)計(ji)是(shi)一(yi)項(xiang)關(guan)鍵(jian)而(er)又(you)耗(hao)時(shi)的(de)任(ren)務(wu),出(chu)現(xian)任(ren)何(he)問(wen)題(ti)都(dou)需(xu)要(yao)工(gong)程(cheng)師(shi)逐(zhu)個(ge)網(wang)絡(luo)逐(zhu)個(ge)元(yuan)件(jian)地(di)檢(jian)查(zha)整(zheng)個(ge)設(she)計(ji)。可(ke)以(yi)說(shuo)電(dian)路(lu)板(ban)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)的(de)細(xi)心(xin)程(cheng)度(du)不(bu)亞(ya)於(yu)芯(xin)片(pian)設(she)計(ji)。如(ru)何(he)設(she)計(ji)PCB才能減少錯誤並提高效率呢?
典型的電路板設計流程由以下步驟組成:

前麵三個步驟花的時間最多,因為原理圖檢查是一個手工過程。想像一個具有1000條甚至更多連線的SoC電(dian)路(lu)板(ban)。人(ren)工(gong)檢(jian)查(zha)每(mei)一(yi)根(gen)連(lian)線(xian)是(shi)冗(rong)長(chang)乏(fa)味(wei)的(de)一(yi)項(xiang)任(ren)務(wu)。事(shi)實(shi)上(shang),檢(jian)查(zha)每(mei)根(gen)連(lian)線(xian)幾(ji)乎(hu)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)的(de),因(yin)而(er)會(hui)導(dao)致(zhi)最(zui)終(zhong)電(dian)路(lu)板(ban)出(chu)問(wen)題(ti),比(bi)如(ru)錯(cuo)誤(wu)的(de)連(lian)線(xian)、懸浮節點等。
原理圖捕獲階段一般會麵臨以下幾類問題:
● 下劃線錯誤:比如APLLVDD和APLL_VDD
● 大小寫問題:比如VDDE和vdde
● 拚寫錯誤
● 信號短路問題
● ……還有許多
為(wei)了(le)避(bi)免(mian)這(zhe)些(xie)錯(cuo)誤(wu),應(ying)該(gai)有(you)種(zhong)方(fang)法(fa)能(neng)夠(gou)在(zai)幾(ji)秒(miao)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)檢(jian)查(zha)完(wan)整(zheng)個(ge)原(yuan)理(li)圖(tu)。這(zhe)個(ge)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)用(yong)原(yuan)理(li)圖(tu)仿(fang)真(zhen)來(lai)實(shi)現(xian),而(er)原(yuan)理(li)圖(tu)仿(fang)真(zhen)在(zai)目(mu)前(qian)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)設(she)計(ji)流(liu)程(cheng)中(zhong)還(hai)很(hen)少(shao)見(jian)到(dao)。通(tong)過(guo)原(yuan)理(li)圖(tu)仿(fang)真(zhen)可(ke)以(yi)在(zai)要(yao)求(qiu)的(de)節(jie)點(dian)觀(guan)察(cha)最(zui)終(zhong)輸(shu)出(chu)結(jie)果(guo),因(yin)此(ci)它(ta)能(neng)自(zi)動(dong)檢(jian)查(zha)所(suo)有(you)連(lian)接(jie)問(wen)題(ti)。
下麵通過一個項目實例進行解釋。考慮電路板的一個典型框圖:

圖1
[page]
在複雜的電路板設計中,連線數量可能達到數千條,而極少量的更改很可能浪費許多時間去檢查。
原理圖仿真不僅能節省設計時間,而且能提高電路板質量,並且提高整個流程的效率。
一個典型的待測設備(DUT)具有以下一些信號:

圖2
待測設備在經過某些預調整後會有各種各樣的信號,並且有各種模塊,如穩壓器、運放等,用於信號調整。考慮通過穩壓器得到的一個供電信號例子:

圖3:樣例電路板的原理圖。
為了驗證連接關係並執行整體檢查,使用了原理圖仿真。原理圖仿真由原理圖創建、測試平台創建和仿真組成。
[page]
在測試平台創建過程中,將有激勵信號給到必要的輸入端,然後在感興趣的信號點觀察輸出結果。
可以通過將探針連接到待觀察節點實現上述過程。節點電壓和波形可以指示原理圖有沒有錯誤。所有信號連接都會得到自動檢查。

圖4:原理圖測試平台和各個節點的仿真值。
讓我們看一下上麵這張圖的一個局部,其中探測的節點和電壓清晰可見:

因yin此ci在zai仿fang真zhen的de幫bang助zhu下xia,我wo們men可ke以yi直zhi接jie觀guan察cha結jie果guo,確que認ren電dian路lu板ban原yuan理li圖tu是shi否fou正zheng確que。另ling外wai,通tong過guo仔zai細xi調tiao節jie激ji勵li信xin號hao或huo元yuan件jian值zhi還hai可ke以yi實shi現xian設she計ji更geng改gai的de調tiao查zha。因yin此ci原yuan理li圖tu仿fang真zhen可ke以yi節jie省sheng電dian路lu板ban設she計ji和he檢jian查zha人ren員yuan的de大da量liang時shi間jian,並bing且qie增zeng加jia設she計ji正zheng確que性xing的de機ji會hui。
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