高速PCB的設計力將挑戰電子產業發展
在開發一款新的電子產品時,前期的工作就是對整個電子產品進行一個完整的設計,在整個電子設計中,PCB是產品核心部件的物理載體,所有我們設計意圖的最終實現就是通過PCB板來表現的。這樣PCB設計在任何項目中是及其重要的一個環節。
但在以前的設計中,由于頻率很低,密度很小,器件的管教間的間距很大,PCB設計的工作是以連通為目的的,沒有任何其他功能和性能的挑戰。所以在很長的一段時間里,PCB設計在整個項目中的地位是很低的。通常是由硬件邏輯連接設計人員來進行PCB的物理連接的。目前在有的一些小產品上還是這樣的開發模式。
隨著電子、通信技術的飛速發展,今天的PCB設計面臨的已經是與以往截然不同的、全新的挑戰。主要表現在以下幾個方面:
1、信號邊緣速率越來越快
信號邊緣速率越來越快,片內和片外時鐘速率越來越高,現在的時鐘頻率不再是過去的幾兆了,上百兆上千兆的時鐘在單板上越來越普遍。由于芯片工藝的飛速發展,信號的邊沿速率也是越來越快,目前信號的上升沿都在1ns左右。
這樣就會導致系統和板級SI、EMC問題更加突出。
2、電路的集成規模越來越大
電路的集成規模越來越大,I/O數越來越多,使得單板互連密度不斷加大;由于功能的越來越強大,電路的集成度越來越高。芯片的加工工藝水平也越來越高。過去的DIP封裝在現在的單板上幾乎銷聲匿跡了,小間距的BGA、QFP成為芯片的主流封裝。
這樣使得PCB設計的密度也就隨之加大。
3、產品研發以及推向市場的時間減少
產品研發以及推向市場的時間不斷減少,使得我們必須面臨一次性設計成功的嚴峻挑戰;時間就是成本,時間就是金錢。在電子產品這樣更新換代特別快的領域,產品面世早一天,他的利潤機會窗就會大很多。
4、PCB是產品實現的物理載體
由于PCB是產品實現的物理載體。在高速電路中,PCB質量的好壞之間關系到產品的功能和性能。同樣的器件和連接,不同的PCB載體,他們的結果是不同的。
所以,現在設計的流程已經在慢慢的轉變了。以前設計中邏輯功能的設計往往占了硬件開發設計的80%以上,但現在這個比例一直在下降,在目前硬件設計中邏輯功能設計方面的只占到50%,有關PCB設計部分則也占據了50%的時間。專家預計在將來的設計中,硬件的邏輯功能開銷要越來越小,而開發設計規則等高速PCB設計方面的開銷將達到80%甚至更高。
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