高速電路設(shè)計面臨的問題

電源完整性

電源完整性（Power Integrity，PI）是指系統(tǒng)運行過程中電源波動的情況，或者說電源波形的質(zhì)量。在高速數(shù)字電路中，當數(shù)字集成電路上電工作時，它內(nèi)部的門電路輸出會發(fā)生從高到低或者從低到高的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，這時會產(chǎn)生一個瞬間變化的電流Δi，這個電流在流經(jīng)返回路徑上存在的電感時會形成交流壓降，從而引起地彈噪聲，當同時發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換的輸出緩沖器較多時，這個壓降將足夠大，從而導致電源完整性問題。

事實上，高速PCB的信號完整性、電源完整性和電磁兼容這三個方面是互相作用和影響的。良好的電源完整性有利于信號完整性和電磁兼容；良好的信號完整性不僅可以降低PCB對外界的電磁輻射，而且還增強了PCB對外部電磁干擾的抗擾度；而良好的電磁兼容有利于信號完整性的保持，實際設(shè)計中應統(tǒng)籌考慮。

高速PCB的疊層設(shè)計

現(xiàn)在系統(tǒng)工作頻率的提高，使PCB的設(shè)計復雜度逐步提高，對于信號完整性的分析除了反射，串繞，以及EMI等之外，疊層設(shè)計的合理性和電源系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠也是重要的設(shè)計思想。合理而優(yōu)良的PCB疊層設(shè)計可以提高整個系統(tǒng)的EMC性能，并減小PCB回路的輻射效應，同樣，穩(wěn)定可靠的電源可以為信號提供理想的返回路徑，減小環(huán)路面積?，F(xiàn)在普遍使用的是高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計中多層板和多個工作電源，這就涉及多層板的板層結(jié)構(gòu)設(shè)計、介質(zhì)的選擇和電源/地層的設(shè)計等，其中電源（地）層的設(shè)計是至關(guān)重要的。同時，合理的疊層設(shè)計為好的布線和互連提供基礎(chǔ)，是設(shè)計一個優(yōu)1質(zhì)PCB的前提。

PCB的疊層設(shè)計通常由PCB的性能要求、目標成本、制造技術(shù)和系統(tǒng)的復雜程度等因素決定。對于大多數(shù)的設(shè)計，存在許多相互沖突的要求，通常完成的設(shè)計策略是在考慮各方面的因素后折中決定的。對于高速、高1性能系統(tǒng)，通常采用多層板，層數(shù)可能高達30層或更多。

PCB設(shè)計的新趨勢

大型PCB板

在技術(shù)變得像今天一樣復雜和復雜之前，大型PCB組件主導了市場。PCB板制造完全致力于生產(chǎn)傳統(tǒng)尺寸的組件。如今，制造商發(fā)現(xiàn)，裝有沖頭的PCB板朝著小型化的相反方向發(fā)展。宏觀印刷電路板在當今很普遍，并且用于汽車和航空航天生產(chǎn)以及太陽能電池板和照明的建筑。

大型PCB板配置比標準板單元厚，并且可以通過寬闊的跡線識別。較大的PCB具有高功率，可承受較長時間的高壓。開發(fā)這些PCB板的目的是使它們堅固耐用。

高速PCB一直是PCB行業(yè)寵兒，是電子電路設(shè)計和制造研究的熱點，高速PCB在5G時代將會得到更多的發(fā)展機遇，密度更高、運行速度更快、信號完整性直接決定高速PCB電氣性能、可靠性及其穩(wěn)定性。基于信號完整性分析高速PCB設(shè)計中遇到的信號失真問題，利用相關(guān)理論找到傳輸線阻抗設(shè)計和制造的解決方案。對地層銅橋、外層阻抗線和導通孔阻抗進行優(yōu)化設(shè)計，將設(shè)計與制造聯(lián)系在一起可以讓設(shè)計者和廠家更好地運用信號完整性分析解決高速PCB的實際問題。