评审花几小时,改版花几周
多数改版,是由少数几种错误造成的,只要有人认真再看一遍就能发现:连接器上交换了的引脚、被镜像的封装、悬空的配置引脚、供不起负载电流的电源。首版也恰恰是发现它们成本最低的时刻。这份清单是我们在放出板子之前跑的,顺序安排得让每一轮检查在下一轮开始前,排除一整类问题。它适用于任何工具;我们既用 KiCad 这样的开源 EDA,也用别的。
1. 原理图评审
- 电源树。每一路电源、它的来源、最大负载和余量。检查输入范围、压差、上电顺序,以及掉电时会发生什么。确认稳压器能供应的是峰值电流,而不是平均电流。
- 每个有源器件的每个引脚,对照数据手册,而不是对照库里的符号。没用的输入要接固定电平或上下拉,输出不要短接在一起,开漏线要上拉到正确的电源。
- 启动和配置引脚。它们在复位时的状态决定处理器怎样启动。确认电阻值能给出确定的电平,并且复位期间没有别的电路把它们改掉。
- 复位、使能和电源好的链路。要有确定的上电顺序,不能有某根线在驱动它的器件还没工作时处于悬空。
- 每个接口上的电平。3.3 V 输出接到 1.8 V 输入,或者接到不耐 5 V 的输入,会损坏芯片。
- I2C 总线的上拉和地址:地址冲突,以及上拉所接的电源。
- 保护。每个连接器上的 ESD,用户可能操作失误的地方要有防反接和过流,并且钳位电压要与它所保护的电源匹配。
- 连接器要对照它的对插件。1 脚位置、排的顺序、线缆组件上的镜像编号。把对插那一侧画出来。
- 去耦:每个电源脚一个电容,数值和封装按器件资料的要求。
2. 库和封装核对
封装错了就是一块废板,而与数据手册不符的库符号,是造成这种情况的常见来源。
- 把每个封装对照厂家的焊盘图形和实际封装图纸检查,包括焊盘尺寸、间距、1 脚标记和散热焊盘。
- 对于连接器,检查机械孔位、从正确一侧看的引脚顺序,以及选的是不是准确的可订购型号。
- 把版图按 1:1 打印在纸上,把真实元件摆上去。这是发现封装或方向错误最便宜的办法。
3. 叠层与阻抗
- 和板厂一起选层数和叠层,用他们实际使用的厚度,并让他们确认能得到你所需阻抗的线宽和间距。
- 列出每一条阻抗受控的网络(USB、以太网、存储器总线、高速串行、时钟),写明目标阻抗和它所参考的平面。
- 检查每条高速信号下面都有连续的参考平面,并且没有跨越分割或缺口。
4. 布局与布线
- 去耦电容靠近它们所服务的引脚,用短而宽的连接接到平面:路径的电感比电容值更重要。
- 回流路径。对每条高速信号都问一句:回流电流从哪里走。换层时,参考平面上要在附近放缝合过孔。
- 等长要求的总线,用合适的容差,并计入过孔和连接器的长度。
- 电源与散热。按电流确定线宽和过孔数量,发热器件要有足够的铜面积,散热焊盘下要有散热过孔,热源与敏感的模拟或晶振电路之间要保持距离。
- 晶振与模拟前端。走线短,下方和旁边没有嘈杂的信号,参考地要干净。
- 天线与射频。严格遵守模块的禁布区要求,天线下方不要有铜。
- 机械配合。导入外壳轮廓,对照外壳检查板框、安装孔、连接器位置和元件高度,并留出装配所需的间隙。
5. 可制造性与装配
- 用板厂的设计规则跑一遍:最小线宽线距、环宽、钻孔尺寸、铜到板边的距离,以及细间距焊盘之间的阻焊桥。不要只依赖你自己工具的默认规则。
- 盘中孔、微孔以及盲埋孔都会增加成本和交期,请确认真的需要。
- 加上定位标记、极性标记,以及位于焊盘之外的清晰位号丝印。
- 对细间距和 BGA 器件,检查扇出、钢网开孔,以及贴装厂能不能回流和检查。凡是有可能需要换件的地方,要留出返修空间。
- 拼板、工艺孔和贴装线所需的板边间隙,以及会接触传送带或分板工具的位置的禁布区。
6. 可测试性与点亮准备
- 每一路电源、复位、主要时钟,以及调试和编程接口上都要有测试点。
- 调试排针或编程接口的焊盘,以及在成品板上够得着的串口控制台。
- 在适当位置留零欧电阻或其焊盘,让你在第一块板上能隔离某一路电源或某个模块。
- 写好点亮计划:先用限流电源上电,每路电源检查通过再看下一路,然后是时钟、复位、编程,再逐个外设。评审之后,你应当不用靠猜,就能按这个计划做。
7. 物料清单与制造数据
- 每一行都有厂家型号、封装,以及在供货有风险的地方至少一个已确认的替代料。在布局定稿之前,先检查关键器件的生命周期状态和库存。
- BOM、坐标文件和原理图在数值、封装和哪些件贴装、哪些不贴上保持一致。
- 生成加工输出文件后,用独立的查看器而不是设计工具打开。检查层数、板框、钻孔文件、阻焊和丝印的开窗,确认没有遗漏或镜像。多数板厂也会跑一遍可制造性检查,请阅读他们的报告,而不是只是收到它。
我们怎么用它
每块板子我们都做这样的评审,由一位没有参与布局的工程师来做;通常在做成量产设计之前,会经过不止一个版本。我们的 RK3128 主板项目就经历了多个 PCB 版本,并配有单独的显示驱动板,每一版的评审记录都用到了下一版里。关于从原理图到加工的整个流程,请看我们的硬件设计流程指南;我们提供的服务见 PCB 设计和 PCB 打样。