Стек печатных плат для ИС со смешанными сигналами

Мне нужно спроектировать плату высокой плотности с микроконтроллером, внешней оперативной памятью, GPS, GSM, Bluetooth, CAN, интерфейсом RGB небольшого размера (5x10 см) и задумался, какой стек мне следует использовать.

В настоящее время у меня почти вдвое большая печатная плата (8x15 см) на 4-слойной плате (SIG/GND/PWR/SIG), и все работает хорошо. Однако я не доволен тем, как я прокладываю маршрут самолета PWR. Следующая версия HW должна соответствовать требованиям CE/FCC.

Я думал об использовании этого стека (6 слоев):

  1. Подпись / лок. земля/мощность
  2. ЗАЗЕМЛЕНИЕ
  3. Сиг
  4. Сиг
  5. ЗАЗЕМЛЕНИЕ
  6. Подпись / лок. земля/мощность

или этот (4 слоя)

  1. Сигнал/Мощность
  2. Местная земля/Sig.
  3. Полная плоскость земли
  4. Сигнал/Местная земля/Мощность

У меня есть только 2 уровня напряжения (5 В/4 В/3 В 3), но я не думаю, что мне нужна плоскость питания.

Я думаю, что проблема с 6-слойным стеком заключается в том, что мои трассы будут в основном горизонтальными, поэтому я не могу использовать метод вертикальной / горизонтальной маршрутизации, имея слой GND посередине.

Поскольку у меня нет опыта работы с пользовательскими стеками, какое расстояние между слоями требуется для решения 2 или решения 1? Вы предлагаете использовать эти стеки? Было бы лучше иметь полную мощность для 3V3 и использовать 5V/4V в качестве локальных сетей PWR, поскольку на каждое напряжение приходится только одна микросхема?

Ответы (1)

Преимущество локальной плоскости питания заключается в том, что вы можете исключить всю маршрутизацию мощности из ваших сигнальных слоев и вместо этого сосредоточиться на соединении, маршрутизации и управлении импедансом ваших сигналов.

Кроме того, лучший совет всегда основан на вашем полном и точном дизайне, поэтому я расскажу вам о некоторых своих предпочтениях и их причинах и оставлю их на ваше рассмотрение.

Из соображений знания переменных я предпочитаю не оставлять никаких других слоев между GND и важными сигналами, поэтому в сложных проектах я стараюсь сделать как можно больше сигнальных слоев непосредственно рядом с землей, что соответствует моему бюджету стека (конечно, я не трачу деньги на 16 слоев на каждый дизайн, который я делаю!). И если я могу получить только 1 такой надежный слой, я удостоверяюсь, что этот слой имеет только сигналы и содержит по крайней мере самые важные сигналы или сигналы с самой высокой частотой.

Для расстояний стека вам лучше всего позвонить на завод, на котором вы производите печатную плату, они знают, что они могут сделать и что у них есть. Когда у вас есть эти цифры, вы можете использовать их для управления импедансом, если вам это нужно.

Они также могут сказать вам, насколько точна их процедура PrePreg. Если он не очень точен или слой, на который он нанесен, имеет много медных областей и много зазоров (это затрудняет получение однородности PrePreg), иногда вам может понадобиться, чтобы ваш сигнал и земля были по обе стороны от обычной пластины, чтобы иметь возможность выполнять хороший контроль импеданса. Если это требование, вы можете выбрать свой первый выбор, но поменяйте местами слои «SIG» и «Sig/Pwr/Gnd».

Еще одна вещь, которую вы указали в своем заголовке, это «Аналоговый». Если у вас есть высокие требования к аналоговым сигналам, вы не пожалеете о том, что полностью разделили свои аналоговые и цифровые домены питания, включая заземляющие плоскости, и подключили их только к входу питания вашего доска. Вы поблагодарите себя за дополнительные усилия, как только обнаружите, что измеряете очень мало цифрового шума в своих аналоговых сигналах.

Я, конечно, попрошу совета у производителя печатных плат, но на этом этапе проекта мне нужно выбрать правильный стек. Отдельные основания здесь не будут проблемой, так как у меня 12-битное измерение. Меня беспокоит плоскость PWR, потому что у меня будет 2 микросхемы с разными напряжениями питания на верхней/нижней плоскости в одном и том же положении. Спасибо за помощь!