Conseils pour passer du nid du rat au PCB routé

Quelqu'un peut-il offrir des stratégies utiles pour passer d'un nid de rat à un PCB routé?

(J'utilise Eagle et vise à fabriquer des PCB simple / double face à la maison)

Dessiner le schéma est bien, mais quand il s'agit de router les pistes, on a l'impression de démêler une boule de laine géante.

Une ressource à laquelle je réfère les gens assez fréquemment est le didacticiel de conception de PCB de David Jones .

Beaucoup de bonnes informations sur le placement des composants, le routage, les tolérances, les couches, etc.

Juste pour réitérer ce que les autres ont dit, et D. Jones dit aussi, tout commence par le placement des composants. Soyez prêt à déchirer, déplacer des composants, recommencer, etc ... Ne soyez pas paresseux ou têtu et essayez de forcer cette cheville ronde dans un trou carré. Si l'acheminement devient difficile, il existe probablement un moyen de déplacer ou de faire pivoter les pièces afin que cela devienne soudain plus facile.

J'aime commencer par mettre mon schéma devant moi. Vous voulez généralement que vos pièces soient disposées de manière à ce que les traces n'aient pas besoin d'aller plus loin que nécessaire.

Habituellement, lorsque les gens font des schémas, ils essaient de les rendre «jolis». Disposer votre planche de la même manière que votre schéma est généralement un très bon début. Mais avant de faire cela, examinez tout ce dont vous aurez besoin pour interagir avec, les ports USB, les ports de programmation, les boutons, etc. et placez-les où cela serait le mieux pour le produit final.

Une fois vos pièces disposées, commencez par router les traces les plus importantes. Ces traces sont celles qui contiennent des données à grande vitesse et vous préféreriez qu'elles ne sautent pas sur différents côtés de la planche.

Après avoir disposé ces traces, acheminez vos traces d'énergie. À ce stade, vous devriez être en mesure de déterminer la meilleure façon d'acheminer tout ce qui reste.

Il me faut généralement 3 ou 4 itérations pour disposer une planche avant d'être satisfait de ce que j'ai fait. Chaque fois que je le fais, j'apprends des façons particulières de tracer les traces pour simplifier le routage.

Enfin, si vous en avez la possibilité, soyez prêt à modifier les broches connectées à un périphérique. Par exemple, si vous avez une LED connectée à un microcontrôleur, vous devez essayer d'utiliser une broche qui est la plus proche de l'endroit où vous souhaitez placer la LED sur la carte. Souvent, vous n'avez pas cette liberté, mais c'est quelque chose à essayer si vous le pouvez.

Placez les composants comme vous le souhaitez afin que votre mise en page "ait du sens" du point de vue de l'utilisabilité. Assurez-vous que les composants polarisés ont toujours la même orientation. Placez les connecteurs sur le périmètre de votre carte, assurez-vous que les puces IC ont une orientation cohérente.

Ensuite, laissez l'autorouter faire sa magie, en configurant le DRC pour utiliser des largeurs de trace qui sont grandes initialement (j'aime commencer environ 20mil). S'il ne parvient pas à 100% routé, tapez "ripup;" dans la ligne de commande pour vous ramener à un nid de rats et modifier le DRC pour réduire progressivement les largeurs de trace jusqu'à ce que le routeur automatique soit satisfait.

Je sais que beaucoup de gens "purs et durs" ont des "problèmes" avec le routeur automatique, mais je pense que cela fait un très bon travail. Sauf si vous effectuez des E / S numériques à très large bande passante ou peut-être une conception RF, le chemin emprunté par le signal sera rarement une source de préoccupation pour vous. Je serais un peu prudent en mettant des choses comme des cristaux près des broches des puces IC qu'ils utilisent si vous en avez, cependant.

Je vais juste énumérer quelques conseils ici sans ordre particulier:

• Déterminez d'abord votre stratégie puissance / sol. Dans la mesure du possible, utilisez un plan de puissance et de masse. Si vous vous en tenez à une planche à 2 faces, utilisez une coulée moulue sur le fond et n'oubliez pas d'enlever tout cuivre orphelin. Votre objectif est de toujours avoir le chemin le plus court vers le sol. Les signaux de fréquence plus élevée suivront le chemin d'inductance le plus bas vers la terre, et non la résistance la plus faible. Vous devrez peut-être ajouter des condensateurs de découplage supplémentaires.

• Faites votre mise en page sur une grille, faites de la taille de la grille un multiple de votre plus petite taille de trace. Faites de plus grandes traces un multiple de votre grille.

• Placez les composants en accordant une attention particulière aux signaux haute fréquence ou aux bus à haute capacité, tous ceux qui nécessitent de prendre en compte les effets de ligne de transmission. Quelques exemples: bus I2C qui se connecte à de nombreuses puces (3-4 +), même s'il s'agit d'un bus à faible vitesse. Bus SPI à 1 MHz ou plus en particulier, bus I2S, distribution d'horloge, oscillateurs à cristal, USB, Ethernet, bus mémoire, etc.

• Les autorouteurs craignent. Ils sont utiles si vous avez 25 signaux GPIO qui sont juste un contrôle marche-arrêt et que vous ne vous souciez vraiment pas de leur destination, même si vous vous grattez la tête en regardant ce qu'il a fait. Ne le laissez jamais acheminer les lignes électriques ou de signaux. J'ai utilisé des altiums, des orcades et des aigles, ils sont tous assez mauvais.

• Jamais, jamais, à moins que vous ne sachiez vraiment vraiment ce que vous faites, utilisez un plan de masse divisé, même si la fiche technique ADC / DAC indique que vous avez besoin de terres analogiques et numériques distinctes. Faites attention aux chemins de retour au sol, mais ne divisez pas l'avion.

• Si vous devez utiliser un plan de puissance divisé en raison de zones de tensions d'alimentation multiples: aucune trace de signal ne peut traverser le partage sur une couche adjacente. Peu importe la trace ou ce qu'elle fait, ne traversez pas cette séparation. Mettez des restrictions sur les couches affectées pour appliquer cela.

• Lorsque vous placez des composants, cela peut aider à disposer le composant et ses circuits étroitement associés en premier, puis à les déplacer sur la carte en tant que groupe. Par exemple, avec une alimentation à découpage, le circuit intégré lui-même est souvent très petit, mais vous devez également tenir compte de la disposition des circuits de support externes, qui doivent souvent être maintenus très proches les uns des autres avec des chemins de courant contrôlés. Disposez donc d'abord l'ensemble du circuit en dehors des dimensions de la carte afin d'avoir une bonne idée de l'espace dont il a réellement besoin. Faites de même pour tous les circuits intégrés, car même les bouchons de découplage peuvent prendre plus de place que vous ne le pensez.

Je ne vais pas entrer dans les moindres détails que tout le monde a. Ils ont fait un excellent travail pour discuter d'une méthode.

Je voudrais vous lier à une note d'application créée par Intel qui m'a aidé, au début, à me faire une idée des choses à faire en premier. Si vous souhaitez que d'autres sources commentent et je peux vous montrer où je suis allé à partir de là pour vraiment améliorer ma technique. Cela peut cependant vous montrer comment obtenir la qualité d'une carte à 4 couches avec une masse et un plan d'alimentation à partir d'une carte à 2 couches bien conçue.

Je ne suis pas un expert, mais c'est l'approche que je poursuis et ça marche ...

1. Acheminement des pistes les plus importantes en commençant par les rails d'alimentation et de mise à la terre

2. Passez le sol autour du bord de la planche si possible (mais pas si près qu'il touche le bord)

3. L'étape suivante consiste à diviser le circuit en blocs fonctionnels fonctionnels

4. Disposez les blocs de sorte que les connexions entre eux soient aussi simples que possible.

5. J'utiliserais alors le routage automatique pour vérifier la disposition - le routage automatique devrait réussir avec quelques secondes (disons moins de 60, bien que cela dépende évidemment de la complexité de votre circuit) si vous avez un bon placement (veuillez noter que j'utilise protel 99se, je ne connais pas l'aigle donc le temps de routage automatique peut varier)

6. Annulez ensuite l'itinéraire automatique ... et l'itinéraire manuel. Acheminez d'abord les pistes dans les blocs fonctionnels, puis les connexions entre les blocs.

Un vieil adage est que la conception est à 90% de placement et 10% de routage, prenez le temps d'obtenir le bon placement et le reste se mettra en place.

Une stratégie utile lors de la pose d'une carte consiste à placer d'abord les composants les plus gros et les connecteurs, puis les composants plus petits tels que Rs et Cs. Le placement des composants est très important. Lors du routage, commencez par les réseaux critiques comme l'alimentation, la terre et les horloges. Ensuite, commencez à acheminer les réseaux les plus courts, en laissant les plus longs pour durer.

En outre, vous trouverez souvent des directives de placement et de routage dans la fiche technique des circuits intégrés qui nécessitent certains composants périphériques externes. Je pense que cela n'a pas encore été mentionné. Et d'après mon expérience, je ne suggérerais pas d'utiliser le routeur automatique. On a dit que c'était bon pour les débutants, mais l'OMI c'est le contraire. Il existe tellement de "meilleures pratiques" que la plupart des autorouteurs ne connaissent pas.

Depuis que j'ai été confronté à l'obtention d'un PCB pour être approuvé EMV pour la première fois, je sais que l'attention aux détails est importante et comment la plupart des autorouteurs gâcheraient ces détails.