在《PCB设计丨电源设计的重要性》一文中,已经介绍了电源设计的总体要求,以及不同电路的相关布局布线等知识点,那么本篇内容,小编将以RK3588为例,为大家详细介绍其他支线电源的PCB设计。
电源PCB设计
01
如下图(上)所示的滤波电容,原理图上靠近RK3588的VDD_CPU_BIG电源管脚绿线以内的去耦电容,务必放在对应的电源管脚背面,电容GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。
其余的去耦电容尽量摆放在芯片附近,而且需要摆放在电源分割来源的路径上。
02
RK3588芯片VDD_CPU_BIG0/1的电源管脚,保证每个管脚边上都有一个对应的过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接。
如下图是电源管脚扇出走线情况,建议走线线宽10mil。
03
VDD_CPU_BIG0/1覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚路径都足够。
04
VDD_CPU_BIG的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(12个及以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。
05
VDD_CPU_BIG电流比较大需要双层覆铜,VDD_CPU_BIG 电源在CPU区域线宽合计不得小于 300mil,外围区域宽度不小于600mil。
尽量采用覆铜方式降低走线带来压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜),如下图所示。
06
电源平面会被过孔反焊盘破坏,PCB设计时注意调整其他信号过孔的位置,使得电源的有效宽度满足要求。
下图L1为电源铜皮宽度58mil,由于过孔的反焊盘会破坏铜皮,导致实际有效过流宽度仅为L2+L3+L4=14.5mil。
07
BIG0/1电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧12个,如下图所示。
08
BIG电源PDN目标阻抗建议值,如下表和下图所示。
电源PCB设计
VDD_LOGIC
01
VDD_LOGIC的覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚路径都足够。
02
如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VDD_LOGIC电源管脚绿线以内的去耦电容,务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND管脚尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。
其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并摆放在电源分割来源的路径上。
03
RK3588芯片VDD_LOGIC的电源管脚,每个管脚需要对应一个过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图所示,建议走线线宽10mil。
04
BIG0/1电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间VDD_LOGIC电源在CPU区域线宽不得小于120mil,外围区域宽度不小于200mil。
尽量采用覆铜方式,降低走线带来压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜),GND过孔数量建议≧12个。
05
VDD_LOGIC的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(8个以上10-20mil的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用,如下图所示。
06
电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧11个,如下图所示。
电源PCB设计
VDD_GPU
01
VDD_GPU的覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。
02
VDD_GPU 的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(10个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。
03
如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VDD_GPU电源管脚绿线以内的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。
其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并需要摆放在电源分割来源的路径上。
04
RK3588芯片VDD_GPU的电源管脚,每个管脚需要对应一个过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图所示,建议走线线宽10mil。
05
VDD_GPU电源在GPU区域线宽不得小于300mil,外围区域宽度不小于500mil,采用两层覆铜方式,降低走线带来压降。
06
电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧14个,如下图所示。
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电源PCB设计
VDD_NPU
01
VDD_NPU的覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。
02
VDD_NPU的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(7个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。
03
如下图(上)所示,原理图上靠RK3588的VDD_NPU电源管脚绿线以内的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。
其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并需要摆放在电源分割来源的路径上。
04
RK3588芯片VDD_NPU的电源管脚,每个管脚就近有一个对应过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图所示 ,建议走线线宽10mil。
05
VDD_NPU电源在NPU区域线宽不得小于300mil,外围区域宽度不小于500mil。
尽量采用覆铜方式,降低走线带来的压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜)。
06
电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧9个。
电源PCB设计
VDD_CPU_LIT
01
VDD_CPU_LIT覆铜宽度需满足芯片电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。
02
VDD_CPU_LIT的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(9个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。
03
如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VDD_CPU_LIT电源管脚绿线以内的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。
其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并需要摆放在电源分割来源的路径上。
04
RK3588芯片VDD_CPU_LIT的电源管脚,每个管脚就近有一个对应过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图建议走线线宽10mil。
05
VDD_CPU_LIT电源在CPU区域线宽不得小于120mil,外围区域宽度不小于300mil。
采用双层电源覆铜方式,降低走线带来压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜)。
06
电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧9个。
电源PCB设计
VDD_VDENC
01
VDD_VDENC覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。
02
VDD_VDENC电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(9个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。
03
如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VDD_VDENC电源管脚绿线以内的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。
其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并需要摆放在电源分割来源的路径上。
04
RK3588芯片VDD_VDENC的电源管脚,每个管脚就近有一个对应过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图建议走线线宽10mil。
05
VDD_VDENC电源在CPU区域线宽不得小于100mil,外围区域宽度不小于300mil,采用双层电源覆铜方式,降低走线带来压降。
06
电源过孔30mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧8个。
电源PCB设计
VCC_DDR
01
VCC_DDR覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。
02
VCC_DDR的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(9个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。
03
如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VCC_DDR电源管脚的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,其余的去耦电容尽量靠近RK3588,如下图(下)所示。
04
RK3588芯片VCC_DDR的电源管脚,每个管脚需要对应一个过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图建议走线线宽10mil。
当LPDDR4x 时,链接方式如下图所示。
05
VCC_DDR电源在CPU区域线宽不得小于120mil,外围区域宽度不小于200mil。
尽量采用覆铜方式,降低走线带来压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜)。
设计完PCB后,一定要做分析检查,才能让生产更顺利,这里推荐一款可以一键智能检测PCB布线布局最优方案的工具:华秋DFM软件,只需上传PCB/Gerber文件后,点击一键DFM分析,即可根据生产的工艺参数对设计的PCB板进行可制造性分析。
华秋DFM软件是国内首款免费PCB可制造性和装配分析软件,拥有300万+元件库,可轻松高效完成装配分析。其PCB裸板的分析功能,开发了19大项,52细项检查规则,PCBA组装的分析功能,开发了10大项,234细项检查规则。
基本可涵盖所有可能发生的制造性问题,能帮助设计工程师在生产前检查出可制造性问题,且能够满足工程师需要的多种场景,将产品研制的迭代次数降到最低,减少成本。
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