【導(dǎo)讀】PCB Layout作為硬件設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在硬件電路設(shè)計(jì)合理的情況下，它是影響性能的一個(gè)絕對重要的指標(biāo)。很多的PCB Layout工程師都是按照硬件工程師或者PI SI工程師給出的約束規(guī)則來完成布局布線，這些就是俗稱的“拉線工”。
他們重復(fù)而機(jī)械的完成一塊塊PCB Layout，一段時(shí)間后，他們中的一些或許已經(jīng)有了這樣的一些經(jīng)驗(yàn)：哪些要做等長，哪些要走粗、哪些要平行，保證合適的線距等等。但是，他們憑的是所謂的經(jīng)驗(yàn)，很多是知其然不知其所以然。我覺得，要想有所突破的話，就必須要拓寬自己的知識面。也就是PCB Layout工程師不能讓別人把自己當(dāng)做“拉線工”來看待。
首先，你要具備一定的電路理解能力（當(dāng)然像硬件工程師那樣的設(shè)計(jì)能力不是必要的，如果能，那最好）；
其次，需要具備SI/PI工程師做PI/SI分析的能力（當(dāng)然需要有射頻仿真的能力也不是必須的，如果能，那最好）。具備這些知識以后，你不但具備設(shè)計(jì)一款好的PCB能力，也有和硬件、SI/PI工程師理論的資本，甚至可以從PCB設(shè)計(jì)上給出他們電路設(shè)計(jì)的建議。
話不多說，從一些PCB設(shè)計(jì)中總結(jié)的一些原則：
一、關(guān)于布局
1.布局，就是將電路元件合理的放置。那怎么樣的放置是合理的，一個(gè)簡單的原則就是模塊化劃分清晰，也就是說有一定電路基礎(chǔ)的人，拿到你的PCB就能夠看出哪塊是用來實(shí)現(xiàn)什么功能的。
2.具體的設(shè)計(jì)步驟：首先根據(jù)原理圖，生成初始的PCB文件，完成PCB的預(yù)布局，確定一個(gè)相對的PCB Layout面積，然后告訴結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)根據(jù)我們給出的面積，然后根據(jù)整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，給出具體的約束。
3.根據(jù)結(jié)構(gòu)的約束完成板邊、定位口以及一些禁布區(qū)的繪制，然后完成接插件的擺放。
4.元件的擺放原則：一般情況下主控MCU都是置于板子的中心位置，然后接口電路靠近接口放置（比如網(wǎng)口、USB、VGA等等），并且大部分接口都有ESD防護(hù)還有濾波處理。遵循的原則是先防護(hù)后濾波。
5.然后就是電源模塊，一般主電源模塊放置在電源入口處（比如系統(tǒng)5V），分立的電源模塊（比如模塊電路供電的2.5V）可以根據(jù)實(shí)際情況放置在相同電源網(wǎng)路比較密集的地方。
6.一些內(nèi)部的電路，沒有引到接插件的。我們一般遵循這樣一個(gè)基本原則：高速、低速分區(qū)域，模擬、數(shù)字分區(qū)域，干擾源、敏感受體分區(qū)域。
7.然后對于單個(gè)電路模塊來說，遵循電路設(shè)計(jì)的時(shí)候的電流流向來設(shè)計(jì)。
總體的電路布局，大概就是這樣，歡迎大神補(bǔ)充和指正。
二、關(guān)于布線
1.布線，最基本的要求就是要保證所有網(wǎng)絡(luò)有效連通。連通，是很容易做到的，有效又是一個(gè)比較模糊的概念。其實(shí)，電路中的信號無外乎兩種：數(shù)字信號和模擬信號，對數(shù)字電路來說就是保證足夠的噪聲容限，對模擬信號來說，盡量做到零損失。
2.布線前，一般需要了解整個(gè)PCB板層疊設(shè)計(jì)，即把所有的布線層規(guī)劃為：最優(yōu)布線層、次優(yōu)布線層。。。。，最優(yōu)布線層，也就是相鄰面試完整的地平面，這層我們一般用來布重要的信號（包括DDR中的所有信號、差分信號、模擬信號等等）。其他信號（I2C、UART、SPI、GPIO）走其他層，并且保證重要區(qū)域只存在此電路相關(guān)信號（比如DDR、網(wǎng)口等）
3.然后高速信號布線時(shí)需要考慮反射、串?dāng)_、EMC等問題，所以一般都需要做阻抗匹配，比如單線50R、差分線100R等等，具體以實(shí)際設(shè)計(jì)為準(zhǔn)（原則是保證阻抗相等、連續(xù)），串?dāng)_方面主要考慮3W/2W原則，包地處理等等。
4.電源和功率電路，首先要保證足夠的帶載能力，即電源的整個(gè)回流路勁盡可能的粗和短，從EMC角度叫，回流為環(huán)路，形成環(huán)路天線，對外輻射，所以盡可能的減小環(huán)路面積。
總體的電路布線，大概就是這樣，歡迎大神補(bǔ)充和指正。
三、關(guān)于地
1.接地和地設(shè)計(jì)在PCB設(shè)計(jì)中是非常重要的一環(huán)，因?yàn)榈刈鳛橐粋€(gè)重要的參考平面，假如地平面設(shè)計(jì)出問題了，其他信號也是沒辦法穩(wěn)定。
2.地一般我們分為機(jī)殼地和系統(tǒng)地，機(jī)殼地顧名思義就是產(chǎn)品的鈑金連接到的地，系統(tǒng)地即是作為整個(gè)電路系統(tǒng)的參考平面。
3.一般系統(tǒng)地和機(jī)殼的實(shí)際原則是：機(jī)殼地和系統(tǒng)地分割，然后系統(tǒng)地通過磁珠和高壓電容單點(diǎn)或者多點(diǎn)連接。
4.關(guān)于系統(tǒng)地：從功能上分為數(shù)字地、模擬地、功率地。（關(guān)于地分分割一直存在爭論，我這里人觀點(diǎn)。)
首先，布局非常合理的情況下，我認(rèn)為地可以不用分割。何謂布局非常合理，即數(shù)字區(qū)域只有數(shù)字信號、模擬區(qū)域只有模擬信號、功率區(qū)域只有功率信號，并且在他們的下方都存在完整的地平面。因?yàn)殡娏骱退骱芟嗨疲麄兌际峭吞幜鳎麄兿路蕉即嬖谕暾牡仄矫妫詮淖疃獭⒆畹驮瓌t，他們直接在下方回流，而不會(huì)竄到其他的地方去。
但是，有些時(shí)候，并不是這么理想，各區(qū)域都存在一些交叉，這個(gè)時(shí)候一般選擇單點(diǎn)了解，使用0R電阻（不建議使用磁珠，因?yàn)楦哳l時(shí)，磁珠有濾波效果）。電阻的擺放位置靠近交叉最密集的地方，是會(huì)流面積最小。
