Conselhos sobre como passar do ninho de ratos para o PCB roteado

Alguém pode oferecer estratégias úteis para passar do ninho de um rato para um PCB roteado?

(Estou usando o Eagle e pretendo fabricar PCBs de um ou dois lados em casa)

Desenhar o esquema é bom, mas quando se trata de rotear as trilhas, parece que desvendar uma bola gigante de lã.

Um recurso ao qual refiro as pessoas com bastante frequência é o PCB Design Tutorial, de David Jones .

Muitas informações boas sobre posicionamento, roteamento, tolerâncias, camadas, etc.

Apenas para reiterar o que os outros disseram, e D. Jones diz também, tudo começa com a colocação dos componentes. Esteja disposto a rasgar, mover componentes, recomeçar, etc ... Não fique preguiçoso ou teimoso e tente forçar esse pino redondo em um buraco quadrado. Se o roteiro se tornar difícil, provavelmente existe uma maneira de mover ou girar peças para que, de repente, fique mais fácil.

Eu gosto de começar colocando meu esquema na minha frente. Você geralmente deseja que suas peças sejam organizadas de forma que os traços não precisem ir mais longe do que o necessário.

Geralmente, quando as pessoas fazem esquemas, elas tentam tornar seus esquemas "bonitos". Dispor o quadro da mesma maneira que o esquema é geralmente um começo muito bom. Mas, antes de fazer isso, observe tudo o que você precisará para interagir, portas USB, portas de programação, botões, etc. e coloque-as onde seria melhor para o produto final.

Depois de organizar as peças, comece roteando os traços mais importantes. Esses traços são aqueles que possuem dados de alta velocidade e você prefere que eles não estejam pulando para lados diferentes do quadro.

Depois de definir esses traços, encaminhe seus traços de poder. Nesse ponto, você deve conseguir descobrir a melhor maneira de encaminhar o restante.

Geralmente, são necessárias 3 ou 4 iterações para montar um quadro antes que eu esteja feliz com o que fiz. Toda vez que faço isso, aprendo maneiras específicas pelas quais os rastreamentos precisam ser roteados para tornar o roteamento mais simples.

Como observação final, se você puder, esteja disposto a alterar quais pinos se conectam a um periférico. Por exemplo, se você tiver um LED conectado a um microcontrolador, tente usar um pino que seja o mais próximo de onde deseja que o LED seja colocado na placa. Muitas vezes você não tem essa liberdade, mas é algo que você deve tentar, se puder.

Coloque os componentes da maneira que desejar, para que seu layout "faça sentido" do ponto de vista da usabilidade. Faça com que os componentes polarizados tenham sempre a mesma orientação. Coloque os conectores no perímetro da sua placa, faça com que os chips IC tenham uma orientação consistente.

Em seguida, deixe o autorouter fazer sua mágica, configurando o DRC para usar larguras de rastreio que são grandes inicialmente (eu gosto de começar em torno de 20mil). Se não conseguir 100% roteado, digite "ripup;" na linha de comando para levá-lo de volta ao ninho de ratos e altere o DRC para diminuir progressivamente as larguras de rastreio até o autorouter ficar satisfeito.

Sei que muitas pessoas "obstinadas" têm "problemas" com o autorouter, mas acho que ele faz um ótimo trabalho. A menos que você esteja executando uma E / S digital de largura de banda muito alta ou talvez um projeto de RF, o caminho que o sinal percorrer raramente será motivo de preocupação para você. Seria um pouco cuidadoso em colocar coisas como cristais perto dos pinos dos chips IC que eles estão usando, se você tiver algum.

Só vou listar algumas dicas aqui em nenhuma ordem específica:

• Determine sua estratégia de poder / terra primeiro. Sempre que possível, use um plano de força e terra. Se grudar em uma placa de 2 faces, use um despejo moído no fundo e lembre-se de remover qualquer cobre órfão. Seu objetivo é sempre ter o caminho mais curto para o chão. Sinais de frequência mais alta seguirão o caminho de indutância mais baixo para o terra, não a resistência mais baixa. Pode ser necessário adicionar capacitores de desacoplamento adicionais.

• Faça seu layout em uma grade, torne o tamanho da grade um múltiplo do menor tamanho de rastreamento. Faça traços maiores em múltiplos da sua grade.

• Coloque os componentes com atenção especial a quaisquer sinais de alta frequência ou barramentos com alta capacitância, que exijam que você considere os efeitos da linha de transmissão. Alguns exemplos: barramento I2C que se conecta a vários chips (3-4 +), mesmo que seja um barramento de baixa velocidade. Barramentos SPI @ 1MHz ou superior, especialmente barramentos I2S, distribuição de clock, osciladores de cristal, USB, ethernet, barramentos de memória, etc.

• Os autoresouters são péssimos. Eles são úteis se você tiver 25 sinais GPIO que são apenas on-off control e você realmente não se importa para onde eles vão, mesmo assim você provavelmente vai coçar a cabeça enquanto olha para o que fez. Nunca permita que ele direcione linhas de energia ou sinal. Eu usei altiums, orcads e águias, todos eles são muito ruins.

• Nunca, a menos que você realmente saiba o que está fazendo, use um plano de terra dividido, mesmo que a folha de dados do ADC / DAC indique que você precisa de terrenos analógicos e digitais separados. Preste atenção aos caminhos de retorno do solo, mas não divida o avião.

• Se você precisar usar um plano de energia dividido devido a áreas de várias tensões de alimentação: Nenhum traço de sinal pode atravessar a divisão em uma camada adjacente. Não importa qual é o rastreamento ou o que ele faz, não cruze essa divisão. Coloque manter outs nas camadas efetuadas para aplicar isso.

• Ao colocar componentes, ele pode ajudar a planejar o componente e seus circuitos intimamente associados primeiro e depois movê-los para o quadro como um grupo. Por exemplo, com uma fonte de alimentação comutada, o próprio IC geralmente é muito pequeno, mas é necessário considerar também o layout dos circuitos de suporte externo, que geralmente precisam ser mantidos muito próximos aos caminhos de corrente controlados. Então, organize primeiro todo o circuito fora das dimensões da placa, para ter uma boa idéia de quanto espaço ele realmente precisa. Faça o mesmo para todos os ICs, pois até as capas de desacoplamento podem ocupar mais espaço do que você imagina.

Não vou entrar nos grandes detalhes que todo mundo tem. Eles fizeram um ótimo trabalho discutindo um método.

Gostaria de vincular você a uma nota de aplicativo criada pela Intel que me ajudou, quando eu estava começando, a fazer com que eu pensasse nas coisas que deveria primeiro. Se você quiser outras fontes, basta comentar e eu posso mostrar para onde eu fui para melhorar realmente minha técnica. No entanto, isso mostra como obter a qualidade de uma placa de 4 camadas com um terra e um plano de energia de uma placa de 2 camadas bem projetada.

Não sou especialista, mas esta é a abordagem que sigo e funciona ...

1. Roteando as faixas mais importantes primeiro começando com trilhos de força e terra

2. Passe o chão ao redor da borda do quadro sempre que possível (mas não tão perto que toque a borda)

3. O próximo passo é dividir o circuito em blocos funcionais

4. Organize os blocos para que as conexões entre eles sejam o mais simples possível.

5. Em seguida, eu usaria o roteamento automático para verificar o layout - o roteamento automático deve ser bem-sucedido em alguns segundos (digamos menos de 60, embora isso obviamente dependa da complexidade do seu circuito) se você tiver um bom posicionamento (observe que eu uso o protel 99se, não estou familiarizado com a águia, portanto o tempo de roteamento automático pode variar)

6. Em seguida, desfaça a rota automática ... e a rota manual .. roteando as faixas dentro dos blocos funcionais primeiro e depois as conexões entre os blocos.

Um ditado antigo é que o design é de 90% de posicionamento e 10% de roteamento, reserve um tempo para obter o posicionamento correto e o restante se encaixará.

Uma estratégia útil ao colocar uma placa é colocar primeiro os componentes maiores e os conectores, depois os componentes menores, como Rs e Cs. A colocação de componentes é muito importante. Ao rotear, comece com redes críticas como energia, terra e qualquer relógio. Em seguida, comece a rotear as redes mais curtas, deixando a mais longa para durar.

Além disso, você encontra frequentemente diretrizes de posicionamento e roteamento na folha de dados de ICs que requerem alguns componentes periféricos externos. Eu acho que ainda não foi mencionado. E pela minha experiência, eu não sugeriria o uso do autorouter. Foi dito que é bom para iniciantes, mas na OMI é o contrário. Existem tantas "práticas recomendadas" que a maioria dos autoresouters não tem conhecimento.

Desde que fui confrontado com a obtenção de um PCB para aprovação EMV pela primeira vez, sei como é importante a atenção aos detalhes e como a maioria dos autores-autores estragaria esses detalhes.