140319布线小结

最后修改日期：2015年2月14日          第一次对高密度、多管脚、4层板进行布线。器件布局与板子形状已经确定好。我所做的练习是布线。

1.      BGA封装

第一次接触BGA封装，此前使用的都是DIP和SOP封装的器件。对BGA封装的芯片进行布线时得到了些经验。我个人体会是，对BGA封装的芯片，先对芯片最内部的引脚进行布线，再把其他的引脚用线引出去。BGA封装有个好处是可以部分定义引出来后的引脚的排列顺序。因为引脚排列很近，BGA芯片里的规则需要特别设置。过孔离焊盘的距离可以设置近一些，走线宽度也允许细一些。这些设置要参考layout Guide来做。Guide里会说明在breakout区域的最小线宽。

2.      Fix与Unfix

这是个很好用的功能。能把导线、铜箔、器件等等板上的元素保护起来。刚开始布线的时候，有好几次把电源层的平面删除。重新设置了电源层后将它们Fix。这样避免了误操作。 一开始就把电源层和ROUTEKEEPIN边框Fix起来。对于板上的接口器件，参照结构工程师提供的DXF图放好后，fix起来，以免受误操作的影响。

3.      差分对走线

差分信号在接收端是靠差分放大器来检测的。差分放大器只对两路输入信号之间的差值起放大作用，而对两路输入信号共同对地的电位不起作用。
差分信号对走线的要求比较高。要求等长、等距、对称，差分对组内过孔尽量靠近。差分信号要双线同时走，之后再用单线模式进行调整。Allegro软件右下角有状态提示。提示框变成绿 {MOD}的时候表示满足要求。误差的数字要尽量接近0。在cmgr功能中可以查看差分对线长状态。 差分线连接上后调整。保证在焊盘端是匹配的。尽量在一个地方就把线长匹配好。即不匹配的只有一个地方。

4.      信号线

         信号线是板上数量最多的线。走线要美观，信号顺畅。同时走线不能太靠近板的边缘。在最开始布线的时候，错误地删除了ROUTE KEEPIN边框。后来很多信号线贴着板子边缘走。走线和边缘的宽度是有要求的，一般至少为1mm。发现这点后我改正了错误，将那些信号线重新布局，远离了边缘。如果导线离板子边缘太近，工厂进行生产加工，切板的时候容易把导线切断，造成不良。 不同的制板厂家加工能力不同。有一些能够做到走线离板边只有20mil，甚至10mil。一般保险做法是留出1mm，约40mil。          走线是需要不断优化的。之前把线排布在了板的边缘，后来发现通过不断的调整，能够把它们放在离芯片比较近的地方。信号线要找最佳路径，不能舍近求远。          避免T型线。如果必须要T型线，在节点处放一个过孔。有一些信号线是允许T型线的。          固定孔外框丝印范围内尽可能不要走线。避免加工操作时损坏信号线。 信号从管脚出线不要有折角。如有等长匹配等折角信号会计算长度，但实际信号在焊盘处是最小路径的，这样会导致匹配出错。

5.      过孔

过孔是连接不同层的重要工具。 用过孔连接不同层的线时，allegro要求线必须在过孔的中心位置，否则认为没连接上。SMT设计规范要求焊盘与过孔的最小间距为6mil。在BGA的设置中为4.5mil。同信号的焊盘和过孔靠的太近也会出现DRC。在开始的时候这类DRC没有显示出来。最后发现到处都是这类的错误。这类错误比较容易修改。移动过孔的时候，过孔内的导线会被折得乱七八糟。这个时候会出现同信号的DRC。过孔内的导线要全部弄直。同时避免T型线。 信号线上的过孔越少越好。过孔能带来电抗，进而影响信号的完整性。 在一些layout Guide中，会写明某些信号线最大过孔数。  

6.      电源和地

电源线和地线是提供能量的线，往往承载着大电流。按保守估算，20mil的线宽能承载0.5A的电流。对这两类线的要求是短而粗，必要时用大片铜箔替代。多层PCB中有专门的电源层（Vcc）和地层（Gnd）。电源和地走线线宽一般为25mil，如果管脚小于25mil，则按管脚宽度进行走线。如果必须用细的线走出来，到了宽的地方时，马上调整成要求线宽。芯片焊上去后，焊盘上是有焊锡的。这里能承载的电流比同宽度的导线大。原理图已经标注电流大小，线宽设置时要参照标注。 芯片引脚接地时，每个管脚直接走线打孔连接到内层GND。不要多个电容管脚共用GND VIA。在顶层和底层，往往用大面积的电源平面或地平面来将引脚连起来，同时在这些平面放置多个过孔接到电源层或地层。这样既可增大承载电流的能力，也能增强散热性。 对电源进行滤波的时候，电源线要先过滤波电容，再到芯片引脚。如果先到芯片，电容就失去了滤波的功能。阻抗不同时，电流会选择阻抗低的路径。因此我们要为电流选择路径，而不是电流自己选择路径。 在最开始的时候，错误地将+5V电源层删掉了。当时没有发现，用导线将各个+5V的管脚连起来。后来对照JMF605成板，发现我的少了一块电源平面。于是自己在Vcc层画了一个平面来做+5V平面。同时把不必要的长导线删除，用过孔将+5V连到引脚。 电源层有多个不同的电源平面。各个区域间有一定的间隙。在开始布局的时候暂时确定一块平面，在布线的过程中慢慢地修改电源平面的形状。 电感的引脚用铜箔平面连接比较合适。电感往往通过大电流，需要低阻抗的连接。电感作用是对电源进行主动滤波，在电感的下方不适合打过孔。同样，电感下方不要走重要的、频率高的信号线。  

7.      DRC

可以用Setup/DrawingOption来检查DRC数量，也可以只观察DRC信息。有类DRC是CC-DRC。表示的是器件之间靠的太近，产生干涉。器件封装有时候会比器件实际大一些。在板子面积不够的时候，器件靠的太近，实际上它们还是有一定的安全距离的。是因为封装做的比实际器件要大。 器件封装中，在place_bound_top层定义一个shape。这个shape表示的就是器件的实际大小。当两个器件的place_bound_top重叠，就会报CC-DRC。表示器件干涉。