在《pcb设计丨电源设计的重要性》一文中,已经介绍了电源设计的总体要求,以及不同电路的相关布局布线等知识点,那么本篇内容,小编将以RK3588为例,为大家详细介绍其他支线电源的PCB设计。 ; C- N) A" F& s6 x+ O
电源PCB设计 4 K6 f; Q& a/ ?4 s3 v& @8 f0 z x* v
01 如下图(上)所示的滤波电容,原理图上靠近RK3588的VDD_CPU_BIG电源管脚绿线以内的去耦电容,务必放在对应的电源管脚背面,电容GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。 其余的去耦电容尽量摆放在芯片附近,而且需要摆放在电源分割来源的路径上。
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( E0 z& Q# q7 O" }$ g: x02 RK3588芯片VDD_CPU_BIG0/1的电源管脚,保证每个管脚边上都有一个对应的过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接。 如下图是电源管脚扇出走线情况,建议走线线宽10mil。
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03 VDD_CPU_BIG0/1覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚覆铜足够宽。 路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚路径都足够。 04 VDD_CPU_BIG的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(12个及以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。 去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。 05 VDD_CPU_BIG电流比较大需要双层覆铜,VDD_CPU_BIG 电源在CPU区域线宽合计不得小于 300mil,外围区域宽度不小于600mil。 尽量采用覆铜方式降低走线带来压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜),如下图所示。 7 P) R) T' ^5 j0 ?) L. @, x& a
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3 Z4 l) w8 N+ a# ^5 L7 v- v) d7 Z2 z06 电源平面会被过孔反焊盘破坏,PCB设计时注意调整其他信号过孔的位置,使得电源的有效宽度满足要求。 下图L1为电源铜皮宽度58mil,由于过孔的反焊盘会破坏铜皮,导致实际有效过流宽度仅为L2+L3+L4=14.5mil。
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07 BIG0/1电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧12个,如下图所示。
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8 L; W% K% ~# C9 m08 BIG电源PDN目标阻抗建议值,如下表和下图所示。 - N# ?) j, b/ i% b5 p$ M
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. H; C& D% x6 e, ?" {" c4 v* Q电源PCB设计 VDD_LOGIC 01 VDD_LOGIC的覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。 路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚路径都足够。 02 如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VDD_LOGIC电源管脚绿线以内的去耦电容,务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND管脚尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。 其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并摆放在电源分割来源的路径上。 0 d& g5 w# s1 w, v- Y; u
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+ k" K% T* G: T2 Z1 y3 J" C03 RK3588芯片VDD_LOGIC的电源管脚,每个管脚需要对应一个过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图所示,建议走线线宽10mil。 7 l% E. ^' s' y; S4 H3 t! ^
! W8 J) ^# E Y04 BIG0/1电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间VDD_LOGIC电源在CPU区域线宽不得小于120mil,外围区域宽度不小于200mil。 尽量采用覆铜方式,降低走线带来压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜),GND过孔数量建议≧12个。
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# f7 v+ p! }" p4 L05 VDD_LOGIC的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(8个以上10-20mil的过孔),降低换层过孔带来的压降。 去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用,如下图所示。
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/ b2 }3 c+ A5 o; B7 e06 电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧11个,如下图所示。
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# K! v5 F, f% a" ?& _电源PCB设计 VDD_GPU 01 VDD_GPU的覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。 路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。 02 VDD_GPU 的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(10个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。 去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。 03 如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VDD_GPU电源管脚绿线以内的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。 其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并需要摆放在电源分割来源的路径上。 1 E7 g* {7 O$ W2 s, w u/ c
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04 RK3588芯片VDD_GPU的电源管脚,每个管脚需要对应一个过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图所示,建议走线线宽10mil。 ( i( ]; g Z" Q7 w
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05 VDD_GPU电源在GPU区域线宽不得小于300mil,外围区域宽度不小于500mil,采用两层覆铜方式,降低走线带来压降。 ) n! c0 q+ P( C9 \+ r! P
- t8 g+ A% |% s; D06 电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧14个,如下图所示。
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设计完PCB后,一定要做分析检查,才能让生产更顺利,这里推荐一款可以一键智能检测PCB布线布局最优方案的工具:华秋DFM软件,只需上传PCB/Gerber文件后,点击一键DFM分析,即可根据生产的工艺参数对设计的PCB板进行可制造性分析。 华秋DFM软件是国内首款免费PCB可制造性和装配分析软件,拥有300万+元件库,可轻松高效完成装配分析。其PCB裸板的分析功能,开发了19大项,52细项检查规则,PCBA组装的分析功能,开发了10大项,234细项检查规则。 基本可涵盖所有可能发生的制造性问题,能帮助设计工程师在生产前检查出可制造性问题,且能够满足工程师需要的多种场景,将产品研制的迭代次数降到最低,减少成本。 - m7 q/ Z$ b; n$ m, D% L" u1 o$ C
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电源PCB设计 VDD_NPU 01 VDD_NPU的覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。 路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。 02 VDD_NPU的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(7个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。 去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。 03 如下图(上)所示,原理图上靠RK3588的VDD_NPU电源管脚绿线以内的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。 其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并需要摆放在电源分割来源的路径上。
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04 RK3588芯片VDD_NPU的电源管脚,每个管脚就近有一个对应过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图所示 ,建议走线线宽10mil。 ; J1 t7 R' ~ B A
" X% e/ m7 h# d4 h6 r05 VDD_NPU电源在NPU区域线宽不得小于300mil,外围区域宽度不小于500mil。 尽量采用覆铜方式,降低走线带来的压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜)。 : U! j) _3 T9 i! f. i
( ^. s5 X, n5 Q2 v9 o06 电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧9个。 # P% e) f/ g) p$ I/ H
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电源PCB设计 VDD_CPU_LIT 01 VDD_CPU_LIT覆铜宽度需满足芯片电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。 路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。 02 VDD_CPU_LIT的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(9个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。 去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。 03 如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VDD_CPU_LIT电源管脚绿线以内的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。 其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并需要摆放在电源分割来源的路径上。 ) F8 w& K* ?! c; ?
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3 S2 G* Z- t! m; }1 r7 P04 RK3588芯片VDD_CPU_LIT的电源管脚,每个管脚就近有一个对应过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图建议走线线宽10mil。 $ f6 X: v+ A4 }5 x! o) F$ s3 a+ n6 o
7 U6 D+ ]/ o8 R# ^; f2 y; ]05 VDD_CPU_LIT电源在CPU区域线宽不得小于120mil,外围区域宽度不小于300mil。 采用双层电源覆铜方式,降低走线带来压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜)。
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06 电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧9个。
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" \* O; X) H1 Z% s- B$ a+ P& V电源PCB设计 VDD_VDENC 01 VDD_VDENC覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。 路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。 02 VDD_VDENC电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(9个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。 去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。 03 如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VDD_VDENC电源管脚绿线以内的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。 其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并需要摆放在电源分割来源的路径上。
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2 R2 K4 j( c' A0 q( K6 p' H) P04 RK3588芯片VDD_VDENC的电源管脚,每个管脚就近有一个对应过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图建议走线线宽10mil。
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/ a& F W" u! z# H6 j) A; {8 Y05 VDD_VDENC电源在CPU区域线宽不得小于100mil,外围区域宽度不小于300mil,采用双层电源覆铜方式,降低走线带来压降。 % S7 r* i% |$ m1 ?, ~" z$ I: M
4 Y6 m! n4 e2 j7 f t6 z' O5 g06 电源过孔30mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧8个。 & x6 ?* e1 k( ?" }+ r/ |/ Y9 d a
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电源PCB设计 VCC_DDR 01 VCC_DDR覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。 路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。 02 VCC_DDR的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(9个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。 去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。 03 如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VCC_DDR电源管脚的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,其余的去耦电容尽量靠近RK3588,如下图(下)所示。
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5 @) t& H" k' ]- {7 _2 y04 RK3588芯片VCC_DDR的电源管脚,每个管脚需要对应一个过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图建议走线线宽10mil。
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当LPDDR4x 时,链接方式如下图所示。 8 e! T9 m0 t+ @# g! E# Z+ {: d
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05 VCC_DDR电源在CPU区域线宽不得小于120mil,外围区域宽度不小于200mil。 尽量采用覆铜方式,降低走线带来压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜)。
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设计完PCB后,一定要做分析检查,才能让生产更顺利,这里推荐一款可以一键智能检测PCB布线布局最优方案的工具:华秋DFM软件,只需上传PCB/Gerber文件后,点击一键DFM分析,即可根据生产的工艺参数对设计的PCB板进行可制造性分析。 华秋DFM软件是国内首款免费PCB可制造性和装配分析软件,拥有300万+元件库,可轻松高效完成装配分析。其PCB裸板的分析功能,开发了19大项,52细项检查规则,PCBA组装的分析功能,开发了10大项,234细项检查规则。 基本可涵盖所有可能发生的制造性问题,能帮助设计工程师在生产前检查出可制造性问题,且能够满足工程师需要的多种场景,将产品研制的迭代次数降到最低,减少成本。 5 Y+ J; G: q, _+ R. z: D
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