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Publicado: 4 de febrero de 2014
LUCÍA LLOPIS
Floor-plan del proyecto de diseño
El floor-plan es una herramienta muy útil para abordar el diseño físico de un sistema digital.
Consiste en un diagrama que contiene, a escala, las siluetas (outlines) del PCB y de los principales circuitos integrados (CI) y conectores del diseño
Los CI y conectores se distribuyen en el PCB tal y como queramos quequede el PCB rutado. Usaremos los siguientes criterios:
- Ubicar y orientar (rotar) los componentes buscando favorecer o simplificar el rutado.
-Ubicar los componentes buscando reducir el número de planos de
alimentación usando técnicas de split-plane. Debemos pensar en la estructura de capas del PCB, cuántas capas de señal tendremos disponibles, y cuántas capas necesitaremos para rutar cadagrupo.
- Dejar suficiente separación entre componentes para las pistas que los
interconecten, pero no tanta como para que se produzcan efectos de líneas de transmisión.
-Si tenemos claro que habrá que añadir terminaciones a algún grupo de líneas, estima y reserva el área de PCB necesaria.
El floor-plan sirve a un triple propósito:
-Sirve de guía para el técnico/ingeniero que rute el PCB.
-Nospermite estimar las longitudes de las líneas y por tanto realizar
simulaciones pre-layout.
-Nos permite hacer una primera estimación de la estructura de capas del PCB (stack-up).
MEDIDAS:
Pld (XC9572XL): 1’60 x 1’60 cm
8 (conector de 8 pins): 1’01cm x 0’51cm
12 (conector de 12 pins): 1’53cm x 0’51cm
t (LT1117): 0’63cm x 0’63cm
d (LD1117): 0’7cm x 0’65cm
El area de la placa esde: 7’14cm x 14’49cm
Para rutar el bus de datos, utilizaría una tipología de bus lineal con stubs pequeños, daisy-chain. Las líneas irían por debajo de los PLDs.
Stack-up del proyecto de diseño
Basándonos en la documentación técnica de fabricación de TRAX INTERCONNECT, diseñamos el stack-up del proyecto de diseño, utilizando el editor de stack-ups de Hyperlynx como herramienta para elcálculo de las impedancias.
Los datos que sabemos es el espesor final del PCB que ha de estar comprendido entre 1’6mm y 2mm. Y la anchura de pista, comprendida entre 5mils y 6mils.
Lo primero que hacemos es estudiar el número de capas que vamos a necesitar. Del esquemático del proyecto, observamos que vamos a necesitar una capa para 2’5V, otra para 3’3V, otra para masa y por lo menos tres capas deseñal para el rutado. La capa de 2’5V es para alimentar los PLDs y la de 3’3V para alimentar el core de los PLDs.
Así que en principio, tendemos a pensar que con 6 capas sería suficiente…por ello, intentamos distribuir las capas de la mejor manera posible siguiendo las siguientes recomendaciones:
-Alternar capas de señal y planos de alimentación para reducir crosstalk y tener una impedanciaconstante.
-Poner planos de alimentación adyacentes a masa para mejorar el desacoplo.
-La estructura debe ser simétrica, para mayor facilidad de fabricación.
Pero vemos que con 6 capas va a ser imposible satisfacer nuestras necesidades, así que elegimos una estructura de 8 capas.
Mi estructura del PCB quedaría de la siguiente manera:
Como podemos observar, los planos de 2’5V y 3’3V quedanadyacentes a masa, por lo que se crea un condensador de desacoplo natural que mejora el desacoplo.
Con la finalidad de igualar la impedancia entre las capas de señal, con una anchura de pista entre 5mils y 6mils y el espesor final del PCB entre 1’6mm y 2mm, variamos los espesores de las capas de la siguiente manera:
-A las capas exteriores les ponemos 15um de cobre y les sumamos 25 um de cobreañadido al metalizar las vías, así que el espesor total de cobre es de 40um.
-Ponemos 2 láminas de prepreg de 0’063, en total 126um.
-Seguidamente tenemos un núcleo interno, que consta de una capa de FR4 de 200um recubierta de dos capas de cobre de 35um cada una.
-Ponemos 3 capas de prepreg de 0’063, en total 189um.
-Luego tenemos otro núcleo interno con 330um de FR4 y dos capas de 35um a...
LUCÍA LLOPIS
Floor-plan del proyecto de diseño
El floor-plan es una herramienta muy útil para abordar el diseño físico de un sistema digital.
Consiste en un diagrama que contiene, a escala, las siluetas (outlines) del PCB y de los principales circuitos integrados (CI) y conectores del diseño
Los CI y conectores se distribuyen en el PCB tal y como queramos quequede el PCB rutado. Usaremos los siguientes criterios:
- Ubicar y orientar (rotar) los componentes buscando favorecer o simplificar el rutado.
-Ubicar los componentes buscando reducir el número de planos de
alimentación usando técnicas de split-plane. Debemos pensar en la estructura de capas del PCB, cuántas capas de señal tendremos disponibles, y cuántas capas necesitaremos para rutar cadagrupo.
- Dejar suficiente separación entre componentes para las pistas que los
interconecten, pero no tanta como para que se produzcan efectos de líneas de transmisión.
-Si tenemos claro que habrá que añadir terminaciones a algún grupo de líneas, estima y reserva el área de PCB necesaria.
El floor-plan sirve a un triple propósito:
-Sirve de guía para el técnico/ingeniero que rute el PCB.
-Nospermite estimar las longitudes de las líneas y por tanto realizar
simulaciones pre-layout.
-Nos permite hacer una primera estimación de la estructura de capas del PCB (stack-up).
MEDIDAS:
Pld (XC9572XL): 1’60 x 1’60 cm
8 (conector de 8 pins): 1’01cm x 0’51cm
12 (conector de 12 pins): 1’53cm x 0’51cm
t (LT1117): 0’63cm x 0’63cm
d (LD1117): 0’7cm x 0’65cm
El area de la placa esde: 7’14cm x 14’49cm
Para rutar el bus de datos, utilizaría una tipología de bus lineal con stubs pequeños, daisy-chain. Las líneas irían por debajo de los PLDs.
Stack-up del proyecto de diseño
Basándonos en la documentación técnica de fabricación de TRAX INTERCONNECT, diseñamos el stack-up del proyecto de diseño, utilizando el editor de stack-ups de Hyperlynx como herramienta para elcálculo de las impedancias.
Los datos que sabemos es el espesor final del PCB que ha de estar comprendido entre 1’6mm y 2mm. Y la anchura de pista, comprendida entre 5mils y 6mils.
Lo primero que hacemos es estudiar el número de capas que vamos a necesitar. Del esquemático del proyecto, observamos que vamos a necesitar una capa para 2’5V, otra para 3’3V, otra para masa y por lo menos tres capas deseñal para el rutado. La capa de 2’5V es para alimentar los PLDs y la de 3’3V para alimentar el core de los PLDs.
Así que en principio, tendemos a pensar que con 6 capas sería suficiente…por ello, intentamos distribuir las capas de la mejor manera posible siguiendo las siguientes recomendaciones:
-Alternar capas de señal y planos de alimentación para reducir crosstalk y tener una impedanciaconstante.
-Poner planos de alimentación adyacentes a masa para mejorar el desacoplo.
-La estructura debe ser simétrica, para mayor facilidad de fabricación.
Pero vemos que con 6 capas va a ser imposible satisfacer nuestras necesidades, así que elegimos una estructura de 8 capas.
Mi estructura del PCB quedaría de la siguiente manera:
Como podemos observar, los planos de 2’5V y 3’3V quedanadyacentes a masa, por lo que se crea un condensador de desacoplo natural que mejora el desacoplo.
Con la finalidad de igualar la impedancia entre las capas de señal, con una anchura de pista entre 5mils y 6mils y el espesor final del PCB entre 1’6mm y 2mm, variamos los espesores de las capas de la siguiente manera:
-A las capas exteriores les ponemos 15um de cobre y les sumamos 25 um de cobreañadido al metalizar las vías, así que el espesor total de cobre es de 40um.
-Ponemos 2 láminas de prepreg de 0’063, en total 126um.
-Seguidamente tenemos un núcleo interno, que consta de una capa de FR4 de 200um recubierta de dos capas de cobre de 35um cada una.
-Ponemos 3 capas de prepreg de 0’063, en total 189um.
-Luego tenemos otro núcleo interno con 330um de FR4 y dos capas de 35um a...
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