pcb.docx
- 文档编号:2804073
- 上传时间:2022-11-15
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:25.05KB
pcb.docx
《pcb.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《pcb.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
pcb
设计分解:
1确定设计目标
2功能分解
3进一步细分,直至可用市面上买到
的元器件构建此模块为止
构造系统:
1用市面上可买到的元器件构建最底层模块
2用较低一层模块构造较高一层模块
3构造顶层模块
•传统设计方法的每一个设计步骤都要借助于经验和手工来完成,一个较为复杂的电子系统需要经过多次设计测试修改再设计的反复迭代过程,才能完成
•弊端:
效率低下、消耗量大
电子设计自动化技术(ElectronicsDesignAutomation简称EDA)
•是一种以计算机为基本工作平台,应用计算机图形学、拓扑逻辑学、计算数学、以及人工智能等多种计算机应用科学的最新成果开发出来的一整套软件工具,帮助电子设计工程师从事电子元件、产品和系统设计的综合技术。
•将计算机软件、硬件、微电子技术交叉运用的现代电子学科技术。
广义EDA技术包含:
1)狭义EDA技术
2)计算机辅助分析CAA技术
3)印制电路板计算机辅助设计PCB-CAD技术
狭义EDA技术
•主要是指数字系统的自动化设计
•软件:
Max+plusII
•硬件:
CPLD或FPGA
•以计算机为工作平台
•以EDA软件工具为开发环境
•以硬件描述语言为设计语言
•以ASIC为实现载体
电子设计自动化EDAElectronicDesignAutomation
计算机辅助工程设计CAEComputerAssistEngineeringDesign
计算机辅助设计CADComputerAidedDesign
CAD阶段——以PCB制作为主
CAE阶段——以电路仿真、分析为代表
EDA阶段
——以复杂电路设计,可编程器件设计为代表。
可以应用IP核,制作ASIC器件
二、EDA的基本特征和基本工具
•特征:
采用高级语言描述
并行工程和“自顶向下”设计方法
•工具:
物理工具(PCB制作等)
逻辑工具(PLD器件设计)
•常用软件:
Protel,orCAD
Multisim,EWB,PSpice,MATLAB
MAX+plusII,XilinxFoundation等
三、EDA技术的应用领域
•教学领域几乎所有理工科(特别是电子信息)类的高校都开设了EDA课程
科研方面主要利用电路仿真工具(EWB或PSPICE)进行电路设计与仿真;利用虚拟仪器进行产品测试;将CPLD/FPGA器件实际应用到仪器设备中;从事PCB设计和ASIC设计等。
•在产品设计与制造方面,包括前期的计算机仿真,产品开发中的EDA工具应用、系统级模拟及测试环境的仿真,生产流水线的EDA技术应用、产品测试等各个环节。
•从应用领域来看,EDA技术已经渗透到各行各业,包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域,都有EDA有应用。
五、EDA常用软件
•电子电路设计与仿真工具
•PCB设计软件
•IC设计软件
•PLD设计工具
•其它EDA软件
1)电子电路设计与仿真工具
•主要包括SPICE/PSPICE;EWB;Matlab;SystemView;MMICAD等
•SPICE(SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis)
•由美国加州大学推出的电路分析仿真软件,是20世纪80年代世界上应用最广的电路设计软件,1998年被定为美国国家标准。
•最新推出的PSPICE9.1版本可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。
•EWB(ElectronicWorkbench)
•是加拿大InteractiveImageTechnologiesLtd.在20世纪90年代初推出的电路仿真软件。
目前普遍使用的是EWB5.2,相对于其它EDA软件,它是较小巧的软件(只有16M)
•对模数电路的混合仿真功能却十分强大,几乎100%地仿真出真实电路的结果,并且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器和电压表、电流表等仪器仪表。
•IIT公司的新产品Multisim继承并改进了EWB
•MATLAB产品族
•有众多的面向具体应用的工具箱和仿真块,包含了完整的函数集用来对图像信号处理、控制系统设计、神经网络等特殊应用进行分析和设计。
•具有数据采集、报告生成和MATLAB语言编程产生独立C/C++代码等功能。
•数据分析;数值和符号计算;工程与科学绘图;控制系统设计;数字图像信号处理;财务工程;建模、仿真、原型开发;应用开发;图形用户界面设计等。
•开放式的结构使MATLAB产品族很容易针对特定的需求进行扩充,从而在不断深化对问题的认识同时,提高自身的竞争力
2)PCB设计软件
•Protel是PROTEL公司在20世纪80年代末推出的CAD工具,是PCB设计者的首选软件
•现在普遍使用的是Protel99SE,它是个完整的全方位电路设计系统,包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计(包含印刷电路板自动布局布线),可编程逻辑器件设计、图表生成、电路表格生成、支持宏操作等功能,并具有Client/Server(客户/服务器体系结构,同时还兼容一些其它设计软件的文件格式,如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。
使用多层印制线路板的自动布线,可实现高密度PCB的100%布通率。
•Protel软件功能强大、界面友好、使用方便,但它最具代表性的是电路设计和PCB设计。
3)IC设计软件
•按市场所占份额排行为
Cadence、Mentor Graphics和Synopsys
•中国华大公司也提供ASIC设计软件(熊猫2000)
•Avanti公司
•按用途分类:
1)设计输入工具 VHDL等
2)设计仿真工具Leapfrog,VSS等
3)布局和布线Cadencespectra
4)综合工具BehaviorCompiler,FPGAExpress等
5)物理验证工具版图设计、验证、提取工具等
6)模拟电路仿真器SPICE等
4)PLD设计工具
•PLD(ProgrammableLogicDevice)
是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。
•主要有两大类型:
CPLD(ComplexPLD)
FPGA(FieldProgrammableGateArray)
•最有代表性的PLD厂家
AlteraXilinxLattice
•ALTERA
•20世纪90年代以后发展很快
•主要产品有:
MAX3000/7000、FELX6K/10K、APEX20K、ACEX1K、Stratix等
•其开发工具—MAX+PLUSII是较成功的PLD开发平台,最新又推出了QuartusII开发软件
•Altera公司提供较多形式的设计输入手段,绑定第三方VHDL综合工具,如:
综合软件FPGAExpress、LeonardSpectrum,仿真软件ModelSim
•XILINX
•FPGA的发明者
•产品主要有:
XC9500/4000、Coolrunner(XPLA3)、Spartan、Vertex等
•最大的Vertex—II Pro器件已达到800万门
•开发软件为Foundation和ISE。
•在欧洲用Xilinx的人多,在日本和亚太地区用ALTERA的人多,在美国则是平分秋色。
全球PLD/FPGA产品60%以上是由Altera和Xilinx提供的。
可以讲Altera和Xilinx共同决定了PLD技术的发展方向
•Lattice—Vantis
•是ISP(In—SystemProgrammability)技术的发明者,ISP技术极大地促进了PLD产品的发展
•中小规模PLD比较有特色,大规模PLD的竞争力还不够强(Lattice没有基于查找表技术的大规模FPGA
•第三大可编程逻辑器件供应商。
•主要产品有ispLSI2000/5000/8000,MACH4/5
•ACTEL 反熔丝(一次性烧写)PLD的领导者,由于反熔丝PLD抗辐射、耐高低温、功耗低、速度快,所以在军品和宇航上有较大优势。
•Quicklogic专业PLD/FPGA公司,以一次性反熔丝工艺为主,在中国地区销售量不大
•Lucent 主要特点是有不少用于通讯领域的专用IP核
•ATMEL 中小规模PLD做得不错
•ClearLogic 生产与一些著名PLD/FPGA大公司兼容的芯片,这种芯片可将用户的设计一次性固化,不可编程,批量生产时的成本较低
•WSI 生产PSD(单片机可编程外围芯片)产品。
这是一种特殊的PLD,如最新的PSD8xx、PSD9xx集成了PLD、EPROM、Flash,并支持ISP(在线编程),集成度高,主要用于配合单片机工作
•VHDL语言
超高速集成电路硬件描述语言(VHSIC Hardware Deseription Languagt,简称VHDL),是IEEE的一项标准设计语言。
它源于美国国防部提出的超高速集成电路(VeryHighSpeedIntegratedCircuit,简称VHSIC)计划,是ASIC设计和PLD设计的一种主要输入工具。
•VerilogHDL
是Verilog公司推出的硬件描述语言,在ASIC设计方面与VHDL语言平分秋色
何为印制电路板?
¡印制电路板(PrintedCircuitBoard)
¡在绝缘材上,按预定设计,制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。
¡在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形,称为印制线路。
¡把印制电路或印制线路的成品板称为印制线路板,亦称为印制板或印制电路板。
印制电路的分类
¡三种分类方式:
用途、基材、结构
¡按用途:
民用、工业用、军事用
¡按基材:
纸基、玻璃布基、合成纤维、陶瓷基底、
金属心基等
¡按结构:
刚性、挠性、刚挠结合
每类中都有单面板、双面板、多层板等
印制电路板的分类
¡单面板:
由一面敷铜的绝缘板构成,只可在敷铜面布线,用于较简单电路的布局
¡双面板:
由两面敷铜的绝缘板构成,包括顶层(元件层)和底层(焊接层),两面都可以布线,是制作电路板比较理想的选择
¡多层板:
由数层绝缘板和导电铜膜压合而成,除了顶层和底层之外,还包括中间层、内部电源及接地层等,适用于复杂的高密度布线场合。
PCB的制造原理
¡PCB的加工方法很多,按制作工艺分为
¡减成法(铜蚀刻法)
●先用光化学法或丝网漏印法或电镀法在敷铜箔板的铜表面上,将一定的由抗蚀材料组成的电路图形转移上去,再用化学腐蚀的方法将不必要的部分蚀刻掉,留下所需要的电路图形。
¡加成法(添加法)
●在绝缘基材表面上,有选择性地沉积导电金属而形成导电图形的方法
PCB的生产过程
¡生产过程复杂,涉及广泛的工艺范围
¡板子本身是绝缘隔热、不易弯曲的材料制成
¡布线
¡过孔
¡插座
¡阻焊漆
PCB的制造工艺
¡菲林底板
●PCB生产的前导工序,直接影响PCB的质量
●菲林(film胶片):
一般是指胶卷,也指印刷制版中的底片
●印制板的每种导电和非导电图形至少
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- pcb
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)