Questions de configuration PCB pour la carte de dérivation MCU

J'essaie de router une carte qui est, essentiellement, une cassure pour le MCU LPC23xx / LPC17xx. Je n'ai jamais acheminé quoi que ce soit approchant cette complexité auparavant, et j'ai quelques sujets de préoccupation. Je sais qu'un PCB à quatre couches serait optimal, mais je suis un amateur, et le transformer en une carte à quatre couches rendrait cela aussi cher que les options disponibles dans le commerce. J'ai basé ma conception sur quelques cartes commerciales à deux couches éprouvées, donc je sais qu'il est possible de faire ce travail. Tout d'abord, c'est la carte la plus routée (ignorez toutes les machines USB à droite, je n'ai même pas décidé avec certitude de l'inclure) (aussi, je sais que la sérigraphie est horrible, je n'ai pas encore résolu cela) ):

1) Un sujet de préoccupation que j'ai est la longueur des traces entre le MCU et les cristaux (l'un est pour le RTC, l'autre est pour le MCU). Ils ne sont plus longs que les deux planches sur lesquelles j'ai basé ma conception, mais j'aimerais un peu de validation.

2) Une autre préoccupation que j'ai est le découplage. Je sais qu'en général, il n'y a pas trop de découplage, mais dans ce cas, je manque d'espace, donc je n'ai pas découplé TOUTES les paires VCC / GND (il y en a beaucoup!). Les deux planches sur lesquelles j'ai basé ma conception n'ont que 2 bouchons de découplage, et j'en ai trois, donc je peux être bon là-bas. Dois-je travailler pour en obtenir au moins un ou deux de plus?

3) J'ai travaillé assez dur pour fournir un plan de masse presque ininterrompu sur la couche inférieure. Il n'est cassé que dans quelques endroits, l'un pour les trous traversants (qui, je pense, devraient en fait être des tampons) sur l'un des cristaux, et l'autre est la plus grande route pour VCC vers le MCU. Mon plan de sol est-il suffisamment solide?

4) La distribution d'énergie était un problème particulier pour moi ( voir ma question précédente ici ). À la fin, j'ai choisi de verser un grand remplissage sous le MCU et de le raccorder à la broche VCC avec une grande trace. Est-ce une stratégie acceptable pour la distribution d'électricité? Si je travaillais avec une carte à 4 couches, j'utiliserais une couche entière pour VCC, mais je veux m'en tenir à 2 couches pour des raisons de coût.

Dans l'ensemble, comment ai-je fait ici? Est-ce susceptible de démarrer ou dois-je retourner à la planche à dessin?

1) Les cristaux ne doivent pas être acheminés de cette façon. Les traces doivent être plus courtes et aussi symétriques que possible. Vous devez connecter les condensateurs à GND en un seul point, afin de ne pas capter de bruit sur la plaque de masse. Ceci est particulièrement important pour le cristal RTC. Avec le routage actuel, vous risquez d'avoir des problèmes de démarrage / échec de génération si vous n'avez pas de chance.

2) Vérifiez ma carte simple couche pour ARM: http://hackaday.com/2011/08/03/an-arm-dev-board-you-can-make-at-home/ - même ce cauchemar fonctionne (seulement 1 capuchon de découplage). Certainement ce que vous avez ici fonctionnera. Vous pouvez ajouter des bouchons supplémentaires (comme de la céramique électrolytique 25uF + 2,2uF) à l'arrière de la carte, vous avez beaucoup d'espace là-bas, et les deux VCC et GND ensemble. La seule chose que je n'aime pas, ce sont les fines traces sur vos casquettes. Ils doivent être aussi larges que possible. Dans ma conception, le seul condensateur était connecté par des traces de 2 mm de large.

Regardez également C5: vous pouvez le déplacer un peu vers la droite, vous rapprocher de la casquette et le connecter avec une piste large et courte. Lorsque vous via est sous la puce, vous ne pouvez pas avoir de pistes larges. Idem pour C6 et C7.

De plus, si vous allez fabriquer cela à la maison, vous aurez des problèmes pour faire des vias sous des puces QFP.

3) La plaque de mise à la terre est plus que suffisante. Il n'est pas vraiment nécessaire d'avoir un plan de masse solide, sauf une puce carrée où tous les bouchons de découplage sont connectés, cela n'aidera pas beaucoup le bruit de terre. Une plaque de mise à la terre est nécessaire pour une impédance contrôlée, ce qui n'est pas important dans votre cas. Mais votre connexion GND aux contacts doit être aussi large que possible. C'est la règle générale: les réseaux VCC et GND doivent avoir des pistes larges.

4) Oui, cela convient parfaitement aux ARM à basse vitesse.

Dans mon cas, je n'avais même pas de face arrière, et cela fonctionnait toujours ;-) La seule chose à améliorer si vous fabriquez dans une usine est d'avoir un petit carré VCC sur la couche inférieure au milieu de la puce, et de vous connecter vers le haut en utilisant de 4 à 9 vias au lieu de 1. Pour les avions VCC et GND, vous devez toujours avoir des résistances et une inductance aussi faibles que possible afin que les bouchons puissent plus facilement filtrer le bruit => vous avez besoin de pistes plus larges et plus courtes et de vias plus parallèles . Mais dans cette conception spécifique, ce n'est pas une exigence.

Ainsi, cela fonctionnera même maintenant sans modifications. Après les changements mentionnés, ce sera parfait.