MCU转接板的PCB布局问题


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我正在尝试对LPC23xx / LPC17xx MCU进行扩展的电路板。之前,我从未尝试过任何解决这种复杂性的事情,并且我有几个需要关注的领域。我知道四层PCB板是最佳选择,但我是一个爱好者,将其变成四层板将使其与市售选件一样昂贵。我的设计基于几个经过验证的两层商业板,因此我知道可以进行这项工作。首先,这是布线最多的电路板(忽略右侧的所有USB设备,我什至都没有确定是否要包含它)(另外,我知道丝网印刷很恐怖,我还没有解决) ):

LPC23xx / LPC17xx分支板

1)我要关注的一个领域是MCU和晶体之间的走线长度(一个是RTC,另一个是MCU)。它们不再是我基于其设计的任何一块板,但是我想验证一下。

水晶痕迹特写

2)我还有一个担忧是去耦。我知道,总的来说,没有太多的去耦,但是在这种情况下,我的空间不足,所以我没有将所有的VCC / GND对去耦(有很多!)。我基于设计的两个板都只有2个去耦电容,而我有3个,因此在那儿我可能还不错。我应该努力至少再获得一两个吗?

去耦电容器

3)我非常努力地在底层上提供了几乎不间断的接地平面。它仅在几个点处破裂,一个是一个晶体上的通孔(我认为实际上应该是焊盘),另一个是VCC到MCU的较大路径。我的地平面足够坚固吗?

VCC跟踪特写

4)配电对我来说是一个特殊的问题(请参阅此处的上一个问题)。最后,我选择将较大的填充物倒在MCU下方,并通过较大的走线将其连接到VCC引脚。这是可接受的配电策略吗?如果我使用4层板,则将整个层用于VCC,但出于成本原因,我想坚持使用2层。

总的来说,我在这里做了什么?这可能会启动,还是我应该回到图纸板上?


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+1,好问题。我会期待自己的答案。
2011年

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一个注意事项:存在过多的解耦。如果只是到处都放帽,则在为电路板加电时所需的浪涌电流也会增加。如果它变得太高,您可能无法提供它,并且电路板的行为将会改变。
AngryEE 2011年

@AngryEE我假设您只需遵循“每个VSS / VCC对一个去耦电容”的规则,就永远不会担心这种问题?
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Answers:


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1)不应以此方式布线晶体。迹线应更短且对称。您应将电容器单点连接至GND,以免从接地板上拾取任何噪声。这对于RTC晶体尤其重要。如果不走运,使用当前路由可能会在发电启动/故障方面遇到问题。

2)签出我的单层ARM板:http : //hackaday.com/2011/08/03/an-arm-dev-board-you-can-make-at-home/-即使这个噩梦也有效(仅1个去耦帽)。毫无疑问,您在这里拥有的东西将起作用。您可以在电路板的背面添加一些额外的电容(例如一些25uF的电解+ 2.2uF陶瓷),那里有足够的空间,并且VCC和GND都在一起。我唯一不喜欢的是薄薄的痕迹。它们应尽可能宽。在我的设计中,唯一的电容器通过类似2mm宽的走线连接。

另外,看一下C5:您可以将其向右稍微移动一点,通过更靠近盖子的方式移动,并以短距离连接它。当通孔位于芯片下方时,就不会有较宽的走线。C6和C7相同。

另外,如果您要在家中制造,则在QFP芯片下制作通孔时会遇到问题。

3)接地板绰绰有余。除了将所有去耦电容都连接在芯片下的方形芯片之外,不需要坚固的接地层,这对接地噪声没有多大帮助。需要接地板来控制阻抗,这在您的情况下并不重要。但是您与接点之间的GND连接应尽可能宽。这是一般规则:VCC和GND网络应有较宽的走线。

4)是的,这对于低速ARM来说完全可以。

在我的情况下,我什至没有背面,但它仍在工作;-)如果要在工厂生产,唯一要改进的是在芯片中间的底层有一个小的VCC方形,然后连接使用4-9的过孔而不是1来使其达到顶部。对于VCC和GND平面,您始终需要具有尽可能低的电阻和电感,以便电容可以更轻松地过滤噪声=>您需要更宽和更短的走线以及更多的平行过孔。但是在此特定设计中,这不是必需的。

因此,即使没有修改它也可以正常工作。提到更改后,它将是完美的。


感谢您的信息!我计划制造该板,因为它很小,以至于DorkbotPDX之类的东西几乎什么也做不到。LPC23xx为72 MHz,LPC17xx为100 MHz。当您说低速ARM时,您甚至包括LPC17xx吗?
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是的,我想这是“低速”的边缘:-)
BarsMonster

我同意重新设定上限;断开的接地层上的走线可能是EMI问题(在较高的频率下),但是如果只是一个业余爱好的板子,我就不必担心。
dext0rb
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