在《PCB設計丨電源設計的重要性》一文中,已經介紹了電源設計的總體要求,以及不同電路的相關布局布線等知識點,那么本篇內容,小編將以RK3588為例,為大家詳細介紹其他支線電源的PCB設計。
電源PCB設計
01
如下圖(上)所示的濾波電容,原理圖上靠近RK3588的VDD_CPU_BIG電源管腳綠線以內的去耦電容,務必放在對應的電源管腳背面,電容GND PAD盡量靠近芯片中心的GND管腳放置,如下圖(下)所示。
其余的去耦電容盡量擺放在芯片附近,而且需要擺放在電源分割來源的路徑上。
02
RK3588芯片VDD_CPU_BIG0/1的電源管腳,保證每個管腳邊上都有一個對應的過孔,并且頂層走“井”字形,交叉連接。
如下圖是電源管腳扇出走線情況,建議走線線寬10mil。
03
VDD_CPU_BIG0/1覆銅寬度需滿足芯片的電流需求,連接到芯片電源管腳覆銅足夠寬。
路徑不能被過孔分割太嚴重,必須計算有效線寬,確認連接到CPU每個電源PIN腳路徑都足夠。
04
VDD_CPU_BIG的電源在外圍換層時,要盡可能的多打電源過孔(12個及以上0.5*0.3mm的過孔),降低換層過孔帶來的壓降。
去耦電容的GND過孔要跟它的電源過孔數量保持一致,否則會大大降低電容作用。
05
VDD_CPU_BIG電流比較大需要雙層覆銅,VDD_CPU_BIG 電源在CPU區域線寬合計不得小于 300mil,外圍區域寬度不小于600mil。
盡量采用覆銅方式降低走線帶來壓降(其它信號換層過孔請不要隨意放置,必須規則放置,盡量騰出空間走電源,也有利于地層的覆銅),如下圖所示。
06
電源平面會被過孔反焊盤破壞,PCB設計時注意調整其他信號過孔的位置,使得電源的有效寬度滿足要求。
下圖L1為電源銅皮寬度58mil,由于過孔的反焊盤會破壞銅皮,導致實際有效過流寬度僅為L2+L3+L4=14.5mil。
07
BIG0/1電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內的GND過孔數量,建議≧12個,如下圖所示。
08
BIG電源PDN目標阻抗建議值,如下表和下圖所示。
電源PCB設計
VDD_LOGIC
01
VDD_LOGIC的覆銅寬度需滿足芯片的電流需求,連接到芯片電源管腳的覆銅足夠寬。
路徑不能被過孔分割太嚴重,必須計算有效線寬,確認連接到CPU每個電源PIN腳路徑都足夠。
02
如下圖(上)所示,原理圖上靠近RK3588的VDD_LOGIC電源管腳綠線以內的去耦電容,務必放在對應的電源管腳背面,電容的GND管腳盡量靠近芯片中心的GND管腳放置,如下圖(下)所示。
其余的去耦電容盡量擺放在RK3588芯片附近,并擺放在電源分割來源的路徑上。
03
RK3588芯片VDD_LOGIC的電源管腳,每個管腳需要對應一個過孔,并且頂層走“井”字形,交叉連接,如下圖所示,建議走線線寬10mil。
04
BIG0/1電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間VDD_LOGIC電源在CPU區域線寬不得小于120mil,外圍區域寬度不小于200mil。
盡量采用覆銅方式,降低走線帶來壓降(其它信號換層過孔請不要隨意放置,必須規則放置,盡量騰出空間走電源,也有利于地層的覆銅),GND過孔數量建議≧12個。
05
VDD_LOGIC的電源在外圍換層時,要盡可能的多打電源過孔(8個以上10-20mil的過孔),降低換層過孔帶來的壓降。
去耦電容的GND過孔要跟它的電源過孔數量保持一致,否則會大大降低電容作用,如下圖所示。
06
電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內的GND過孔數量,建議≧11個,如下圖所示。
電源PCB設計
VDD_GPU
01
VDD_GPU的覆銅寬度需滿足芯片的電流需求,連接到芯片電源管腳的覆銅足夠寬。
路徑不能被過孔分割太嚴重,必須計算有效線寬,確認連接到CPU每個電源PIN腳的路徑都足夠。
02
VDD_GPU 的電源在外圍換層時,要盡可能的多打電源過孔(10個以上0.5*0.3mm的過孔),降低換層過孔帶來的壓降。
去耦電容的GND過孔要跟它的電源過孔數量保持一致,否則會大大降低電容作用。
03
如下圖(上)所示,原理圖上靠近RK3588的VDD_GPU電源管腳綠線以內的去耦電容務必放在對應的電源管腳背面,電容的GND PAD盡量靠近芯片中心的GND管腳放置,如下圖(下)所示。
其余的去耦電容盡量擺放在RK3588芯片附近,并需要擺放在電源分割來源的路徑上。
04
RK3588芯片VDD_GPU的電源管腳,每個管腳需要對應一個過孔,并且頂層走“井”字形,交叉連接,如下圖所示,建議走線線寬10mil。
05
VDD_GPU電源在GPU區域線寬不得小于300mil,外圍區域寬度不小于500mil,采用兩層覆銅方式,降低走線帶來壓降。
06
電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內的GND過孔數量,建議≧14個,如下圖所示。
設計完PCB后,一定要做分析檢查,才能讓生產更順利,這里推薦一款可以一鍵智能檢測PCB布線布局最優方案的工具:華秋DFM軟件,只需上傳PCB/Gerber文件后,點擊一鍵DFM分析,即可根據生產的工藝參數對設計的PCB板進行可制造性分析。
華秋DFM軟件是國內首款免費PCB可制造性和裝配分析軟件,擁有300萬+元件庫,可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能,開發了19大項,52細項檢查規則,PCBA組裝的分析功能,開發了10大項,234細項檢查規則。
基本可涵蓋所有可能發生的制造性問題,能幫助設計工程師在生產前檢查出可制造性問題,且能夠滿足工程師需要的多種場景,將產品研制的迭代次數降到最低,減少成本。
電源PCB設計
VDD_NPU
01
VDD_NPU的覆銅寬度需滿足芯片的電流需求,連接到芯片電源管腳的覆銅足夠寬。
路徑不能被過孔分割太嚴重,必須計算有效線寬,確認連接到CPU每個電源PIN腳的路徑都足夠。
02
VDD_NPU的電源在外圍換層時,要盡可能的多打電源過孔(7個以上0.5*0.3mm的過孔),降低換層過孔帶來的壓降。
去耦電容的GND過孔要跟它的電源過孔數量保持一致,否則會大大降低電容作用。
03
如下圖(上)所示,原理圖上靠RK3588的VDD_NPU電源管腳綠線以內的去耦電容務必放在對應的電源管腳背面,電容的GND PAD盡量靠近芯片中心的GND管腳放置,如下圖(下)所示。
其余的去耦電容盡量擺放在RK3588芯片附近,并需要擺放在電源分割來源的路徑上。
04
RK3588芯片VDD_NPU的電源管腳,每個管腳就近有一個對應過孔,并且頂層走“井”字形,交叉連接,如下圖所示 ,建議走線線寬10mil。
05
VDD_NPU電源在NPU區域線寬不得小于300mil,外圍區域寬度不小于500mil。
盡量采用覆銅方式,降低走線帶來的壓降(其它信號換層過孔請不要隨意放置,必須規則放置,盡量騰出空間走電源,也有利于地層的覆銅)。
06
電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內的GND過孔數量,建議≧9個。
電源PCB設計
VDD_CPU_LIT
01
VDD_CPU_LIT覆銅寬度需滿足芯片電流需求,連接到芯片電源管腳的覆銅足夠寬。
路徑不能被過孔分割太嚴重,必須計算有效線寬,確認連接到CPU每個電源PIN腳的路徑都足夠。
02
VDD_CPU_LIT的電源在外圍換層時,要盡可能的多打電源過孔(9個以上0.5*0.3mm的過孔),降低換層過孔帶來的壓降。
去耦電容的GND過孔要跟它的電源過孔數量保持一致,否則會大大降低電容作用。
03
如下圖(上)所示,原理圖上靠近RK3588的VDD_CPU_LIT電源管腳綠線以內的去耦電容務必放在對應的電源管腳背面,電容的GND PAD盡量靠近芯片中心的GND管腳放置,如下圖(下)所示。
其余的去耦電容盡量擺放在RK3588芯片附近,并需要擺放在電源分割來源的路徑上。
04
RK3588芯片VDD_CPU_LIT的電源管腳,每個管腳就近有一個對應過孔,并且頂層走“井”字形,交叉連接,如下圖建議走線線寬10mil。
05
VDD_CPU_LIT電源在CPU區域線寬不得小于120mil,外圍區域寬度不小于300mil。
采用雙層電源覆銅方式,降低走線帶來壓降(其它信號換層過孔請不要隨意放置,必須規則放置,盡量騰出空間走電源,也有利于地層的覆銅)。
06
電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內的GND過孔數量,建議≧9個。
電源PCB設計
VDD_VDENC
01
VDD_VDENC覆銅寬度需滿足芯片的電流需求,連接到芯片電源管腳的覆銅足夠寬。
路徑不能被過孔分割太嚴重,必須計算有效線寬,確認連接到CPU每個電源PIN腳的路徑都足夠。
02
VDD_VDENC電源在外圍換層時,要盡可能的多打電源過孔(9個以上0.5*0.3mm的過孔),降低換層過孔帶來的壓降。
去耦電容的GND過孔要跟它的電源過孔數量保持一致,否則會大大降低電容作用。
03
如下圖(上)所示,原理圖上靠近RK3588的VDD_VDENC電源管腳綠線以內的去耦電容務必放在對應的電源管腳背面,電容的GND PAD盡量靠近芯片中心的GND管腳放置,如下圖(下)所示。
其余的去耦電容盡量擺放在RK3588芯片附近,并需要擺放在電源分割來源的路徑上。
04
RK3588芯片VDD_VDENC的電源管腳,每個管腳就近有一個對應過孔,并且頂層走“井”字形,交叉連接,如下圖建議走線線寬10mil。
05
VDD_VDENC電源在CPU區域線寬不得小于100mil,外圍區域寬度不小于300mil,采用雙層電源覆銅方式,降低走線帶來壓降。
06
電源過孔30mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內的GND過孔數量,建議≧8個。
電源PCB設計
VCC_DDR
01
VCC_DDR覆銅寬度需滿足芯片的電流需求,連接到芯片電源管腳的覆銅足夠寬。
路徑不能被過孔分割太嚴重,必須計算有效線寬,確認連接到CPU每個電源PIN腳的路徑都足夠。
02
VCC_DDR的電源在外圍換層時,要盡可能的多打電源過孔(9個以上0.5*0.3mm的過孔),降低換層過孔帶來的壓降。
去耦電容的GND過孔要跟它的電源過孔數量保持一致,否則會大大降低電容作用。
03
如下圖(上)所示,原理圖上靠近RK3588的VCC_DDR電源管腳的去耦電容務必放在對應的電源管腳背面,電容的GND PAD盡量靠近芯片中心的GND管腳放置,其余的去耦電容盡量靠近RK3588,如下圖(下)所示。
04
RK3588芯片VCC_DDR的電源管腳,每個管腳需要對應一個過孔,并且頂層走“井”字形,交叉連接,如下圖建議走線線寬10mil。
當LPDDR4x 時,鏈接方式如下圖所示。
05
VCC_DDR電源在CPU區域線寬不得小于120mil,外圍區域寬度不小于200mil。
盡量采用覆銅方式,降低走線帶來壓降(其它信號換層過孔請不要隨意放置,必須規則放置,盡量騰出空間走電源,也有利于地層的覆銅)。
設計完PCB后,一定要做分析檢查,才能讓生產更順利,這里推薦一款可以一鍵智能檢測PCB布線布局最優方案的工具:華秋DFM軟件,只需上傳PCB/Gerber文件后,點擊一鍵DFM分析,即可根據生產的工藝參數對設計的PCB板進行可制造性分析。
華秋DFM軟件是國內首款免費PCB可制造性和裝配分析軟件,擁有300萬+元件庫,可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能,開發了19大項,52細項檢查規則,PCBA組裝的分析功能,開發了10大項,234細項檢查規則。
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