Détails sur la disposition des PCB pour microcontrôleur

Mise à jour : la question de suivi montre mon point de vue sur la disposition des PCB résultante.

Je présente ma première carte avec un uC (j'ai une quantité raisonnable d'expérience dans l'utilisation et la programmation de systèmes embarqués, mais c'est la première fois que je fais la configuration PCB), un STM32F103, ce sera un carte à signaux mixtes utilisant à la fois les DAC internes de la STM et certains DAC externes via SPI, et je suis un peu confus quant à la mise à la terre.

Les réponses à ces questions:

• Bouchons de découplage, configuration PCB
• Recommandations concurrentes de disposition de PCB Crystal
• Disposition PCB de signal mixte pour PSoC

indiquer clairement que je devrais avoir un plan de masse local pour l'UC, connecté à la masse globale à exactement un point, et un réseau électrique local, connecté à la puissance globale près de ce même point. Voilà donc ce que je fais. Ma pile de 4 couches est alors:

• plan GND local + signaux, uC, ses capuchons de découplage de 100nF et le cristal
• GND global, sans interruption sauf pour les vias. Selon des sources telles que Henry Ott , le plan de masse n'est pas divisé, les sections numérique et analogique étant physiquement séparées.
• puissance, un plan de 3,3 V sous le circuit intégré, des traces épaisses pour les DAC externes 3,3 V, des traces plus épaisses pour la distribution des volts dans la section analogique.$\pm15$
• signal + bouchons de découplage 1uF

Plus loin sur la carte, les composants analogiques et les signaux se trouvent sur les couches supérieure et inférieure.

Donc les questions:

1. dois-je casser le sol global sous l'UC, ou est-il bon d'avoir le plan de masse complet sous le plan local?
2. Avion de puissance: j'ai l'intention d'avoir un avion de puissance uniquement sous l'UC et d'utiliser des vias pour amener l'alimentation aux bouchons de découplage et donc à l'UC sur la couche supérieure, car je ne peux pas vraiment en utiliser beaucoup ailleurs. Les DAC externes devraient être distribués en étoile, donc j'ai des pistes séparées pour eux, et le reste de la carte est volts. Cela vous semble-t-il correct?$\pm15$
3. J'utilise à la fois l'ADC et le DAC de l'UC, et je génère une tension de référence dans la section analogique de la carte, que j'apporte à la broche Vref + de l'UC avec une piste sur le plan de puissance. Où dois-je connecter la borne Vref: masse locale, masse globale ou créer une piste distincte sur le plan de puissance en la connectant à la masse globale dans la section analogique, où la masse doit être silencieuse? Peut-être près de l'endroit où la tension de référence est générée? Notez que sur le STM32, le Vref- est distinct de la broche VSSA de masse analogique (qui, je suppose, va au plan GND local?).

Tout autre commentaire sur le design ici est bien sûr le bienvenu aussi!

Vous n'avez pas nécessairement besoin d'un plan de masse local pour le micro. La masse locale peut être une étoile avec le point central sous le micro, c'est là que cette étoile est reliée à la masse principale, par exemple.

Si vous avez au moins 4 couches, il peut être judicieux de dédier l'une des couches à proximité immédiate du micro à un sol local. Si cela rend le routage trop difficile ou s'il s'agit d'une carte à deux couches, utilisez simplement la configuration en étoile. Le point principal est de maintenir le courant de puissance haute fréquence tiré par le micro hors du plan de masse principal. Si vous ne le faites pas, vous avez une antenne patch à alimentation centrale au lieu d'un plan de masse.

La boucle entre la micro broche d'alimentation, le capuchon de dérivation et la micro broche de terre ne doit pas traverser le plan de masse principal. C'est là que les courants de puissance haute fréquence seront exécutés. Connectez la broche de mise à la terre à la terre principale en un seul endroit, mais ne connectez pas le côté terre du capuchon de dérivation à la terre principale séparément. Le côté terre du capuchon de dérivation doit avoir sa propre connexion à la broche de terre du micro.

Les signaux numériques allant entre le micro et d'autres parties de la carte auront toujours une petite zone de boucle car le micro sera connecté à la terre principale près de sa broche de terre.

1. Non tu ne devrais pas. Et débarrassez-vous du soi-disant «terrain local». Que pensez-vous qu'il se passe avec tous les signaux numériques lorsque vous implémentez ce terrain local? Vous devriez trouver la réponse dans l'article d'Henry Ott que vous avez lié, figure 1.

   Bien sûr, vous avez une connexion entre la terre locale et le plan de masse, mais tout ce que vous faites est d'augmenter la zone de boucle, transformant essentiellement vos transes en petites antennes.

2. Ça semble bien.

3. Le manuel de référence indique que V _REF- doit être connecté à V _SSA qui à son tour doit être connecté à V _SS . Je vous suggère de connecter le V _REF- directement à la terre et d'essayer de garder les courants numériques à l'écart en utilisant un placement intelligent.

En ce qui concerne les suggestions, si les bouchons 1uF sont les seuls composants que vous prévoyez de placer en bas, je vous recommande de les placer en haut. Lorsque vous avez des composants des deux côtés, le fabricant doit soit faire passer la carte dans le four deux fois, soit souder les composants à la main. Les deux augmenteront le coût de fabrication.

Vous pouvez trouver cette réponse utile.

Il y a très peu de fois où j'utilise des avions vraiment séparés (de telles applications existent toujours), mais pas pour un circuit comme le vôtre.

Un placement soigneux des composants et un peu de réflexion sur l'alimentation / la masse devraient vous aider à obtenir une bonne disposition.