Angenommen, ich habe eine kleine (4 cm x 4 cm) 4-Lagen-Leiterplatte mit Standardaufbau von Signal-Vcc-Gnd-Signal. Das Board wird von zwei QFP-100 (FPGA und uC) auf der Ober- und Unterseite des Boards dominiert, wobei verschiedene Leiterbahnen unter jedem der Chips verlaufen.
Sowohl FPGA als auch uC werden von derselben 3,3-V-Schiene gespeist. Jetzt bin ich, ob ich sollte
In jedem der beiden letzten Fälle würde die Insel unvermeidlich einige Einschnitte und Löcher aufweisen.
Es gibt keine außergewöhnlich empfindlichen analogen Schaltungen auf der Platine, außer dem ADC im uC. Trotzdem möchte ich die Versorgung/Masse so vernünftig wie möglich haben.
Da Sie planen, die beiden ICs Rücken an Rücken in der Platine zu haben, können Sie nicht die typische Technik verwenden, die Bypass-Kappen unter den ICs zu platzieren. Da die beiden ICs bedrahtete Teile mit Möwenflügeln sind, besteht der beste Ansatz darin, die Bypass-Kondensatoren für jeden Chip direkt neben den PWR / GND-Pins des IC zu platzieren, sodass eine direkte Kupferverbindung von der Kappe zu den IC-Pads besteht. Verbinden Sie dann jeden PWR- und GND-Pin mit Durchkontaktierungen nach unten in die internen VCC- und GND-Schichten.
Da der Platz unter den QFP-100s zum Wegleiten von Signalen größtenteils nicht nützlich ist, können Sie die meisten Ihrer PWR- und GND-Durchkontaktierungen unter den ICs platzieren, anstatt außerhalb des IC-Pin-Umfangs. Wenn es einige Verbindungen zwischen der MCU und dem FPGA gibt, können Sie einen Teil des Platzes unter den ICs verwenden, um die MCU mit dem FPGA zu verbinden. Ich würde vorschlagen, dass Sie diese Verbindungen im Layout vervollständigen, bevor Sie sich auf das endgültige FPGA-Pinning festlegen, um das Routing unter jedem IC zu optimieren. Widerstehen Sie auf jeden Fall der Versuchung, die PWR- und GND-Schichten aufzuschneiden, um Verbindungssignale in diesen Schichten hinzuzufügen, insbesondere unter den beiden ICs.
Da Ihre MCU über einen ADC verfügt, verfügt sie wahrscheinlich auch über ein Paar separater VCCA- und GNDA-Pins. Planen Sie alle analogen Schaltkreise sorgfältig, sodass sich der Bypass und alle Inseln, die Sie dafür erstellen, außerhalb der Peripherie der MCU befinden. Achten Sie darauf, dass die Bypass-Kappen für diese die gleichen sind wie für die anderen (Kupfer direkt von den Kappen zu den IC-Pins). Sie können dann Einzelpunkt-GND-Verbindungen für dieses analoge Kupfer am IC-Pin - möglicherweise unter dem IC direkt innerhalb des IC-Pads - in die gemeinsame GND-Ebene platzieren.
Wenn Sie ein kleines Layout wie dieses planen, kann es gut sein, auch Flexibilität bei der Größenauswahl von Bypass-Kondensatorpaketen zuzulassen. In einigen Fällen kann es sinnvoll sein, 0402- oder 0201-Pakete auszuwählen, da direkt benachbarte PWR / GND-Pins vorhanden sind. In anderen Fällen, in denen sich Signalstifte zwischen den Stromversorgungsstiften befinden können, wählen Sie einen größeren SMT-Kondensator, um den Raum zwischen den PWR / GND-Stiften zu überbrücken und das Routing von Signalspuren in den IC-Chip zwischen den Kondensatorpads zu ermöglichen.
Ich würde mit Option 1 Vias für alle gehen, separate Vias ohne gemeinsame Nutzung. Ihr Ziel ist es, die Impedanz zwischen Ihren Leistungs- und Erdungsschichten sowie Ihren Pins und Ihren Kappen zu minimieren. Unter der Annahme, dass Sie diese Inseln nicht aufteilen, hätten Sie bei den zweiten beiden Optionen immer noch eine niederohmige Verbindung zwischen Ihren Stiften und Kappen. Sie haben jedoch die Hälfte der Durchkontaktierungen von Lösung eins, sodass sich Ihre gesamte Durchkontaktierungsimpedanz verdoppelt.
Denken Sie daran, dass Sie Ihre Kappen und Ihre Stifte so "elektrisch" wie möglich halten möchten. Je niedriger die Impedanz zwischen Strom und Masse, desto weniger Brummspannung werden Sie sehen.
Arne
Michael Karas