Preguntas de diseño de PCB para el tablero de ruptura de MCU

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Estoy intentando enrutar una placa que es, esencialmente, una ruptura para la MCU LPC23xx / LPC17xx. Nunca antes he descartado nada que se acerque a esta complejidad, y tengo algunas áreas de preocupación. Sé que una PCB de cuatro capas sería óptima, pero soy un aficionado, y convertir esto en una placa de cuatro capas lo haría tan caro como las opciones disponibles comercialmente. He basado mi diseño en un par de tableros comerciales probados de dos capas, así que sé que es posible hacer que esto funcione. Primero, esta es la placa principalmente enrutada (ignore toda la maquinaria USB a la derecha, ni siquiera he decidido con certeza si incluirla) (también, sé que la serigrafía es horrible, todavía no he resuelto eso ):

1)UnáreadepreocupaciónquetengoeslalongituddelostrazosentrelaMCUyloscristales(unoesparaelRTC,elotroesparaelMCU).Nosonmáslargosquecualquieradelostablerosenlosquebasémidiseño,peromegustaríaunpocodevalidación.

2) Otra preocupación que tengo es el desacoplamiento. Sé que, en general, no existe tal cosa como demasiado desacoplamiento, pero en este caso, no tengo mucho espacio, por lo que no he desacoplado TODOS los pares VCC / GND (¡hay mucho!). Las dos tablas en las que basé mi diseño tienen solo 2 tapas de desacoplamiento, y tengo tres, por lo que puedo ser bueno allí. ¿Debo trabajar para obtener al menos uno o dos más?

3)Hetrabajadobastanteduroparaproporcionarunplanodetierracasiininterrumpidoenlacapainferior.Serompesoloenunpardepuntos,unoparalosorificiospasantes(quecreoqueenrealidaddeberíanseralmohadillas)enunodeloscristales,yelotroeslarutamásgrandeparaVCCalaMCU.¿Miplanodetierraeslosuficientementesólido?

4) La distribución de energía fue un problema particular para mí ( vea mi pregunta anterior aquí ). Al final, opté por verter un relleno grande debajo de la MCU y conectarlo al pin VCC con un gran rastro. ¿Es esta una estrategia aceptable para la distribución de energía? Si estuviera trabajando con una placa de 4 capas, usaría una capa completa para VCC, pero quiero seguir con la de 2 capas por razones de costo.

En general, ¿cómo he hecho aquí? ¿Es probable que esto arranque, o debo regresar al tablero de dibujo?

    
pregunta Mark

1 respuesta

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1) Los cristales no deben enrutarse de esta manera. Las huellas deben ser más cortas y lo más simétricas posible. Debe conectar los condensadores a GND en un solo punto, de modo que no esté recogiendo ningún ruido de la placa de tierra. Esto es especialmente importante para el cristal RTC. Con el enrutamiento actual, es posible que tenga problemas con el inicio / falla de la generación si no tiene suerte.

2) Revisar mi tablero de una sola capa para BRAZO: enlace - incluso esta pesadilla funciona (solo 1 tapa de desacoplamiento). Definitivamente lo que tienes aquí funcionará. Puede agregar algunas tapas adicionales (como una cerámica electrolítica 25uF + 2.2uF) en la parte posterior del tablero, tiene mucho espacio allí, y tanto VCC como amp; GND juntos. Lo único que no me gusta es rastros finos a sus gorras. Deben ser lo más anchos posible. En mi diseño, el único condensador estaba conectado por medio de trazos de 2 mm de ancho.

También, observe C5: puede moverlo un poco hacia la derecha, acercarse más a la tapa y conectarlo con una pista ancha y corta. Cuando tu via está debajo del chip, no puedes tener pistas anchas. Lo mismo para C6 y C7.

Además, si va a fabricar esto en su hogar, tendrá problemas para crear vías bajo los chips QFP.

3) La placa de tierra es más que suficiente. No hay mucha necesidad de tener un plano de tierra sólido, excepto un cuadrado debajo del chip donde todas las tapas de desacoplamiento están conectadas, no ayudará mucho con el ruido de tierra. La placa de tierra es necesaria para la impedancia controlada, lo que no es importante en su caso. Pero su conexión GND a los contactos debe ser lo más amplia posible. Esta es la regla general: VCC & Las redes GND deberían tener pistas anchas.

4) Sí, esto está perfectamente bien para las ARM de baja velocidad.

En mi caso, ni siquiera tenía el lado trasero, y aún funcionaba ;-) Lo único que se puede mejorar si se fabrica en una fábrica es tener un pequeño cuadrado VCC en la capa inferior en el centro del chip. , y conéctelo a la parte superior utilizando unas 4-9 vías en lugar de 1. Para VCC & Los planos GND siempre deben tener las resistencias y la inductancia tan bajas como sea posible para que las tapas puedan facilitar el ruido del filtro = > necesitas pistas más anchas y cortas y más vías paralelas. Pero en este diseño específico no es un requisito.

Por lo tanto, funcionará incluso ahora sin modificaciones. Después de los cambios mencionados será perfecto.

    
respondido por el BarsMonster

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