在PCB设计中如何提高布线效率

元坤智造

　　布线是PCB设计中极为重要的一环，它将直接影响着PCB板的性能。在PCB设计过程中，不同到layout工程师对layout都有着自己的理解，但是所有的layout工程师在如何提高布线的效率上却是一致，这样不仅能够为客户节省项目的开发周期，还能够最大限度保证质量和成本。下面是一般的设计过程和步骤。

　　1、确定PCB的层数
9 d% H6 M5 Z( P6 c4 S: a4 P1 h
+ V$ f3 _$ ~6 Q　　电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。如果设计要求使用高密度球栅数组(BGA)组件，就必须考虑这些器件布线所需要的最少布线层数。布线层的数量以及层叠(stack-up)方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度，实现期望的设计效果。
9 _" C4 p0 P# h% ]$ d& ]* @5 B
3 ]" Y' u) {1 ?4 h　　中关村元坤智造工场致力于为客户提供一站式电子元器件线上采购服务，提供上千成种电子元器件采购、价格查询及交易，保证所有元器件均从原厂或代理商正规渠道采购，保证原装正品，是国内专业的电子元器件采购网站

　　2、设计规则和限制

1 w* s. {& k9 o* C　　自动布线工具本身并不知道应该做些什幺。为完成布线任务，布线工具需要在正确的规则和限制条件下工作。不同的信号线有不同的布线要求，要对所有特殊要求的信号线进行分类，不同的设计分类也不一样。每个信号类都应该有优先级，优先级越高，规则也越严格。规则涉及印制线宽度、过孔的最大数量、平行度、信号线之间的相互影响以及层的限制，这些规则对布线工具的性能有很大影响。认真考虑设计要求是成功布线的重要一步。
8 R( m3 q0 Y3 [( `+ n
　　3、组件的布局
8 m$ q$ A9 c- j- V& m& s
　　为最优化装配过程，可制造性设计(DFM)规则会对组件布局产生限制。如果装配部门允许组件移动，可以对电路适当优化，更便于自动布线。所定义的规则和约束条件会影响布局设计。

; X; {/ d% b* B4 u　　4、扇出设计
* s8 F. p, ~1 V. i
　　在扇出设计阶段，要使自动布线工具能对组件引脚进行连接，表面贴装器件的每一个引脚至少应有一个过孔，以便在需要更多的连接时，电路板能够进行内层连接、在线测试(ICT)和电路再处理。

' M$ o0 a( J1 I$ u9 R$ U- t: s　　为了使自动布线工具效率最高，一定要尽可能使用最大的过孔尺寸和印制线，间隔设置为50mil较为理想。要采用使布线路径数最大的过孔类型。进行扇出设计时，要考虑到电路在线测试问题。测试夹具可能很昂贵，而且通常是在即将投入全面生产时才会订购，如果这时候才考虑添加节点以实现100%可测试性就太晚了。
4 {4 j" V! x  }
2 f4 r% c6 i; u/ p- r　　5、手动布线以及关键信号的处理

4 b+ a) A, h4 Y: I+ R) u　　尽管本文主要论述自动布线问题，但手动布线在现在和将来都是印刷电路板设计的一个重要过程。采用手动布线有助于自动布线工具完成布线工作。无论关键信号的数量有多少，首先对这些信号进行布线，手动布线或结合自动布线工具均可。关键信号通常必须通过精心的电路设计才能达到期望的性能。布线完成后，再由有关的工程人员来对这些信号布线进行检查，这个过程相对容易得多。检查通过后，将这些线固定，然后开始对其余信号进行自动布线。

3 ~/ t$ f7 ]5 R! i3 G* k; i- w, Y　　6、自动布线
5 R) {' ^1 Q1 E% B
! q; p. Y. O2 N: y3 P; E　　对关键信号的布线需要考虑在布线时控制一些电参数，比如减小分布电感和EMC等，对于其它信号的布线也类似。所有的EDA厂商都会提供一种方法来控制这些参数。在了解自动布线工具有哪些输入参数以及输入参数对布线的影响后，自动布线的质量在一定程度上可以得到保证。

* s) ^% T# a0 o& k. @　　7、电路板的外观
! {( }+ S5 t8 l5 O
　　以前的设计常常注意电路板的视觉效果，现在不一样了。自动设计的电路板不比手动设计的美观，但在电子特性上能满足规定的要求，而且设计的完整性能得到保证。
  n$ v7 Q9 D4 W6 Z, q1 M0 w# `
9 X' C( J6 [/ S　　对于layout工程师来说，技术厉害与否，不应该只从层数和速度来判断，只有在器件数量、信号速度等条件相当的情况下，能够以面积越小，层数越少，成本越低的PCB板完成设计，并且能够保证良好的性能和美观，这才是高手。
# g. {$ {2 M2 O2 q% I( i6 M