引言
由于微電子技術(shù)的高速發(fā)展，由IC芯片構(gòu)成的數(shù)字電子系統(tǒng)朝著規(guī)模大、體積小、速度快的方向飛速發(fā)展，而且發(fā)展速度越來(lái)越快。新器件的應(yīng)用導(dǎo)致現(xiàn)代EDA設(shè)計(jì)的電路布局密度大，而且信號(hào)的頻率也很高，隨著高速器件的使用，高速DSP(數(shù)字信號(hào)處理) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)越來(lái)越多，處理高速DSP應(yīng)用系統(tǒng)中的信號(hào)問(wèn)題成為設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題，在這種設(shè)計(jì)中，其特點(diǎn)是系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率、時(shí)鐘速率和電路密集度都在不斷增加，其PCB印制板的設(shè)計(jì)表現(xiàn)出與低速設(shè)計(jì)截然不同的行為特點(diǎn)，即出現(xiàn)信號(hào)完整性問(wèn)題、干擾加重問(wèn)題、電磁兼容性問(wèn)題等等。
這些問(wèn)題能導(dǎo)致或者直接帶來(lái)信號(hào)失真，定時(shí)錯(cuò)誤，不正確數(shù)據(jù)、地址和控制線以及系統(tǒng)錯(cuò)誤甚至系統(tǒng)崩潰，解決不好會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能，并帶來(lái)不可估量的損失。解決這些問(wèn)題的方法主要靠電路設(shè)計(jì)。因此PCB印制板的設(shè)計(jì)質(zhì)量相當(dāng)重要，它是把最優(yōu)的設(shè)計(jì)理念轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的惟一途徑。下面討論針對(duì)在高速DSP系統(tǒng)中PCB板可靠性設(shè)計(jì)應(yīng)注意的若干問(wèn)題。
電源設(shè)計(jì)
高速DSP系統(tǒng)PCB板設(shè)計(jì)首先需要考慮的是電源設(shè)計(jì)問(wèn)題。在電源設(shè)計(jì)中，通常采用以下方法來(lái)解決信號(hào)完整性問(wèn)題。
考慮電源和地的去耦
隨著DSP工作頻率的提高，DSP和其他IC元器件趨向小型化、封裝密集化，通常電路設(shè)計(jì)時(shí)考慮采用多層板，建議電源和地都可以用專門的一層，且對(duì)于多種電源，例如DSP的I/O電源電壓和內(nèi)核電源電壓不同，可以用兩個(gè)不同的電源層，若考慮多層板的加工費(fèi)用高，可以把接線較多或者相對(duì)關(guān)鍵的電源用專門的一層，其他電源可以和信號(hào)線一樣布線，但要注意線的寬度要足夠。
無(wú)論電路板是否有專門的地層和電源層，都必須在電源和地之間加一定的并且分布合理的電容。為了節(jié)省空間，減少通孔數(shù)，建議多使用貼片電容。可把貼片電容放在PCB板背面即焊接面，貼片電容到通孔用寬線連接并通過(guò)通孔與電源、地層相連。
考慮電源分布的布線規(guī)則
分開模擬和數(shù)字電源層
高速高精度模擬元件對(duì)數(shù)字信號(hào)很敏感。例如，放大器會(huì)放大開關(guān)噪聲，使之接近脈沖信號(hào)，所以在板上模擬和數(shù)字部分，電源層一般是要求分開的。
