PCB设计的十问十答

1、什么是“信号回流路径”？

信号回流路径，即return current。高速数字信号在传输时，信号的流向是从驱动器沿PCB传输线到负载，再由负载沿着地或电源通过最短路径返回驱动器端。这个在地或电源上的返回信号就称信号回流路径。Dr.Johson在他的书中解释，高频信号传输，实际上是对传输线与直流层之间包夹的介质电容充电的过程。SI分析的就是这个围场的电磁特性，以及他们之间的耦合。

2、在一个系统中，包含了dsp和pld，请问布线时要注意哪些问题呢？

看你的信号速率和布线长度的比值。如果信号在传输线上的时延和信号变化沿时间可比的话，就要考虑信号完整性问题。另外对于多个DSP，时钟，数据信号走线拓普也会影响信号质量和时序，需要关注。

3、为何要铺铜？

一般铺铜有几个方面原因。

（1） EMC.对于大面积的地或电源铺铜，会起到屏蔽作用，有些特殊地，如PGND起到防护作用。

（2） PCB工艺要求。一般为了保证电镀效果，或者层压不变形，对于布线较少的PCB板层铺铜。

（3） 信号完整性要求，给高频数字信号一个完整的回流路径，并减少直流网络的布线。当然还有散热，特殊器件安装要求铺铜等等原因。

4、请问端接的方式有哪些？

端接（terminal），也称匹配。一般按照匹配位置分有源端匹配和终端匹配。其中源端匹配一般为电阻串联匹配，终端匹配一般为并联匹配，方式比较多，有电阻上拉，电阻下拉，戴维南匹配，AC匹配，肖特基二极管匹配。

5、如何对接插件进行SI分析？

在IBIS3.2规范中，有关于接插件模型的描述。一般使用EBD模型。如果是特殊板，如背板，需要SPICE模型。也可以使用多板仿真软件（HYPERLYNX或IS_multiboard），建立多板系统时，输入接插件的分布参数，一般从接插件手册中得到。当然这种方式会不够精确，但只要在可接受范围内即可。

6、采用端接（匹配）的方式有什么规则？

数字电路最关键的是时序问题，加匹配的目的是改善信号质量，在判决时刻得到可以确定的信号。对于电平有效信号，在保证建立、保持时间的前提下，信号质量稳定；对延有效信号，在保证信号延单调性前提下，信号变化延速度满足要求。

7、除protel工具布线外，还有其他好的工具吗？

至于工具，除了PROTEL，还有很多布线工具，如MENTOR的WG2000，EN2000系列和powerpcb，Cadence的allegro，zuken的cadstar，cr5000等，各有所长。

8、在数字和模拟并存的系统中，有2种处理方法，一个是数字地和模拟地分开，比如在地层，数字地是独立地一块，模拟地独立一块，单点用铜皮或FB磁珠连接，而电源不分开；另一种是模拟电源和数字电源分开用FB连接，而地是统一地。这两种方法效果是否一样？

应该说从原理上讲是一样的。因为电源和地对高频信号是等效的。

区分模拟和数字部分的目的是为了抗干扰，主要是数字电路对模拟电路的干扰。但是，分割可能造成信号回流路径不完整，影响数字信号的信号质量，影响系统EMC质量。 （迈威科技高速PCB设计培训开班了！一线工程师讲师手把手教授，帮助学员从零开始快速学习Cadence ORCAD/Allegro 设计基础技能）

因此，无论分割哪个平面，要看这样作，信号回流路径是否被增大，回流信号对正常工作信号干扰有多大。

现在也有一些混合设计，不分电源和地，在布局时，按照数字部分、模拟部分分开布局布线，避免出现跨区信号。

9、能否利用器件的IBIS模型对器件的逻辑功能进行仿真？如果不能，那么如何进行电路的板级和系统级仿真？

IBIS模型是行为级模型，不能用于功能仿真。功能仿真，需要用SPICE模型，或者其他结构级模型。

10、采用端接（匹配）的方式是由什么因素决定的？

匹配采用方式一般由BUFFER特性，拓普情况，电平种类和判决方式来决定，也要考虑信号占空比，系统功耗等。

责任编辑：ct