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      业界专家:如何应对设计挑战

      来源:一博科技     时间:2012-6-27

        日前,针对工程师在系统设计过程中面临的设计挑战,电子工程网邀请了EMI/抗干扰设计、电源管理以及PCB设计领域的几位业界专家,给大家分享一些设计心得和技巧。


        一博科技SI 经理吴均受邀就目前高速PCB设计的最新趋势话题展开,分别从研发周期、信号速率、单板密度、电路工作电压、SI/PI/EMI问题、新工艺新材料使用等方面分析并给出建议。

       


        摘要:

        相关媒体的调查结果显示,EMI/抗干扰设计、电源管理、信号处理、无线/RF设计、嵌入式应用软件、低噪声电路设计、PCB设计是工程师在系统设计过程中面临的关键设计挑战。在此,我们邀请了EMI/抗干扰设计、电源管理以及PCB设计领域的几位业界专家,请他们分享一些设计心得和技巧。

       

        电源管理的关键是降低功耗

        1.从系统层面管理功耗和效率

        2.改善智能手机系统功耗的途径

        3.利用变速电机驱动器节省电力

        4. 工业类嵌入式产品的低功耗需求

       

        电磁干扰的来源和解决方法

        1.触摸屏电磁干扰源分析和应对

        2.解决高精度ADC设计干扰问题

       

        优化PCB设计的要素

        1.一体化开发平台实现高效设计

        2.在PCB设计中优化电源完整性

        3.PCB设计成为硬件开发重要一环

        电子产业在摩尔定律的驱动下,由于电子产品不断微小化、精密化、高速化,PCB设计不仅仅要完成各元器件的线路连接,更要考虑高速、高密度带来的各种挑战。PCB设计不再是硬件开发的附属,而成为产品硬件开发中“前端IC,后端PCB,SE集成”的重要一环。针对PCB设计的最新趋势,一博科技SI经理吴均给出了如下建议。

        研发周期不断缩短:电子产品的更新换代加剧,新功能层出不穷,迫使产品研发加速,PCB的开发周期也相应被压缩。PCB工程师应综合考虑各方面因素,力争一次成功,并采用多人并行设计,模块重用。此外,提前介入产品研发流程,以减少后续返工也非常重要。

        信号速率的不断提高:随着信号速率的不断提升,信号完整性不断困扰着研发人员,包括总线驱动能力、信号的反射、串扰、时序等。PCB设计工程师需掌握一定的高速PCB设计技能,将设计、仿真、测试手段完美结合。

        单板密度加大:从面包板到单面板,再到双面板、多层板、HDI板,电子产品的小型化加剧了PCB设计的高密度、精细化。50μm~75μm微细导线已逐渐成为主流,在智能终端设备被广泛使用。PCB工程师必须了解新材料、新工艺,例如埋阻、埋容技术、HDI技术等,同时封装基板技术将被逐渐引入常规PCB设计中。

        门电路工作电压越来越低:电子技术的发展,使得电路的工作电压越来越低、电流越来越大。低电压工作有利于降低电路的整体功率消耗,但也给PCB电源设计提出了新的难题。因此,理清电源通道,不仅要满足载流能力的需要,还要通过适当增加去耦电容,必要时采用电源地平面相邻、紧耦合的方式,以降低电源地平面阻抗,减少电源地噪声。此外,埋容技术能有效降低电源地平面阻抗,在高密终端电子设备中正逐渐受到青睐。

        SI、PI、EMI问题趋于复杂:高速信号衍生的高次谐波,延伸了频带宽度;不同信号之间的串扰、共阻抗通道增加了信号之间的干扰。产品小型化、高度集成化带来PCB设计的高密度,这进一步加剧了SI、PI、EMI问题的产生。随着信号速率的进一步提升,使用传统电路的方式解决高速问题已逐渐吃力,采用三维电、磁场的角度分析SI、PI、EMI成为必然。

        新工艺、新材料的使用:电子产品的小型化,带来单板的高密化、精细化。

        在以上趋势的驱动下,PCB设计将彻底从硬件工程师的工作内容中剥离出来,并将逐渐细分,PI、SI、EMI、封装库、DFM等工作逐渐独立成为专门的学科。专业的PCB设计工程师、专业PCB设计公司将发挥更加重要的作用。

       

        详情请参阅:http://ee.ofweek.com/2012-04/ART-8800-2808-28607464.html

       

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