คำถามเกี่ยวกับรูปแบบ PCB สำหรับคณะกรรมการฝ่าวงล้อม MCU

ฉันกำลังพยายามหาเส้นทางบอร์ดที่เป็นหลักคือการฝ่าวงล้อมสำหรับ LPC23xx / LPC17xx MCU ฉันไม่เคยทำอะไรเลยที่เข้าใกล้ความซับซ้อนนี้มาก่อนและฉันก็มีข้อกังวลเล็กน้อย ฉันรู้ว่า PCB สี่ชั้นจะดีที่สุด แต่ฉันเป็นนักอดิเรกและการเปลี่ยนให้เป็นบอร์ดสี่ชั้นจะทำให้สิ่งนี้มีราคาแพงเท่ากับตัวเลือกที่มีขายทั่วไป ฉันได้ออกแบบโดยใช้กระดานโฆษณาสองชั้นที่ได้รับการพิสูจน์แล้วดังนั้นฉันจึงรู้ว่าเป็นไปได้ที่จะทำให้งานนี้สำเร็จ อย่างแรกนี่คือบอร์ดที่มีเส้นทางส่วนใหญ่ (ไม่สนใจอุปกรณ์ USB ทั้งหมดทางด้านขวาฉันยังไม่ได้ตัดสินใจว่าจะรวมไว้หรือไม่) (เช่นกันฉันรู้ว่าซิลค์สกรีนนั้นน่ากลัวฉันยังไม่ได้ทำงาน ):

1) สิ่งที่ฉันกังวลอย่างหนึ่งคือความยาวของร่องรอยระหว่าง MCU และคริสตัล (หนึ่งสำหรับ RTC และอีกอันสำหรับ MCU) พวกเขาไม่ได้เป็นบอร์ดที่ฉันออกแบบตาม แต่ฉันต้องการการตรวจสอบ

2) สิ่งที่ฉันกังวลอีกอย่างคือ ฉันรู้ว่าโดยทั่วไปแล้วไม่มีการ decoupling มากเกินไป แต่ในกรณีนี้ฉันขาดพื้นที่ดังนั้นฉันจึงไม่แยกคู่ VCC / GND ทั้งหมดออก (มีจำนวนมาก!) กระดานทั้งสองที่ฉันออกแบบตามที่ฉันมีมีเพียงแคปตัวแยก 2 ตัวและฉันมีสามตัวดังนั้นฉันอาจทำได้ดี ฉันควรทำงานเพื่อให้ได้อย่างน้อยหนึ่งหรือสองอย่างในหรือไม่

3) ฉันทำงานอย่างหนักเพื่อจัดหาเครื่องบินกราวด์เกือบไม่แตกที่ชั้นล่าง มันเสียแค่จุดสองสามอันเท่านั้นสำหรับรูทะลุ (ซึ่งฉันคิดว่าควรจะเป็นแผ่น) ที่ผลึกอันใดอันหนึ่งและอีกเส้นทางหนึ่งเป็นเส้นทางอันยิ่งใหญ่สำหรับ VCC ไปยัง MCU ระนาบกราวด์ของฉันแข็งพอหรือไม่?

4) การกระจายพลังงานเป็นปัญหาเฉพาะสำหรับฉัน ( ดูคำถามก่อนหน้าของฉันที่นี่ ) ในที่สุดฉันก็เลือกที่จะเติมการเติมขนาดใหญ่ภายใต้ MCU และขอมันขึ้นไปที่ขา VCC ด้วยร่องรอยขนาดใหญ่ นี่เป็นกลยุทธ์ที่ยอมรับได้สำหรับการกระจายพลังงานหรือไม่? ถ้าฉันทำงานกับบอร์ด 4 เลเยอร์ฉันจะใช้เลเยอร์ทั้งชั้นสำหรับ VCC แต่ฉันต้องการติดกับเลเยอร์ 2 ชั้นเพื่อเหตุผลด้านราคา

โดยรวมแล้วฉันจะทำที่นี่ได้อย่างไร เป็นไปได้ไหมที่จะบูตเครื่องหรือฉันควรกลับไปที่กระดานวาดภาพหรือไม่?

1) ไม่ควรกำหนดเส้นทางผลึกด้วยวิธีนี้ ร่องรอยควรสั้นและสมมาตรเท่าที่จะทำได้ คุณควรเชื่อมต่อตัวเก็บประจุกับ GND ในจุดเดียวเพื่อที่คุณจะไม่ได้รับเสียงใด ๆ จากแผ่นกราวด์ นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับคริสตัล RTC ด้วยการกำหนดเส้นทางปัจจุบันคุณอาจพบปัญหากับการเริ่ม / ล้มเหลวในการสร้างหากคุณโชคไม่ดี

2) ชำระเงินบอร์ดเลเยอร์เดี่ยวของฉันสำหรับ ARM: http://hackaday.com/2011/08/03/an-arm-dev-board-you-can-make-at-home/ - แม้แต่ฝันร้ายนี้ 1 ฝา decoupling) สิ่งที่คุณมีในที่นี้จะใช้ได้อย่างแน่นอน คุณอาจเพิ่มแคปพิเศษ (เช่นเซรามิกอิเล็กโทรไลต์ 25uF + 2.2uF เซรามิกบางส่วน) ที่ด้านหลังของบอร์ดคุณมีพื้นที่มากมายและทั้ง VCC และ GND เข้าด้วยกัน สิ่งเดียวที่ฉันไม่ชอบคือร่องรอยบาง ๆ ของหมวกของคุณ ควรกว้างที่สุดเท่าที่จะทำได้ ในการออกแบบของฉันตัวเก็บประจุตัวเดียวเชื่อมต่อกันด้วยร่องรอยขนาดกว้าง 2 มม.

ดูที่ C5: คุณสามารถเลื่อนไปทางขวาเล็กน้อยขยับเข้าไปใกล้กับฝาครอบและเชื่อมต่อกับแทร็กกว้างสั้น เมื่อคุณผ่านที่อยู่ภายใต้ชิปคุณไม่สามารถมีแทร็คที่กว้าง เหมือนกันสำหรับ C6 และ C7

นอกจากนี้หากคุณกำลังจะผลิตสิ่งนี้ที่บ้านคุณจะมีปัญหาในการสร้างจุดอ่อนภายใต้ชิป QFP

3) กราวด์แผ่นเกินพอ ไม่จำเป็นต้องมีระนาบกราวด์แบบแข็งยกเว้นสแควร์ภายใต้ชิปที่เชื่อมต่อตัวแยกสัญญาณแบบแยกส่วนทั้งหมดจะไม่ช่วยลดเสียงรบกวนจากพื้นดินมากนัก จำเป็นต้องใช้แผ่นพื้นสำหรับอิมพีแดนซ์ควบคุมซึ่งไม่สำคัญในกรณีของคุณ แต่การเชื่อมต่อ GND ของคุณกับผู้ติดต่อควรกว้างที่สุดเท่าที่จะทำได้ นี่เป็นกฎทั่วไป: อวน VCC และ GND ควรมีรางกว้าง

4) ใช่มันใช้ได้อย่างสมบูรณ์แบบสำหรับ ARMs ความเร็วต่ำ

ในกรณีของฉันฉันไม่มีด้านหลังและมันก็ยังทำงานอยู่ ;-) สิ่งเดียวที่ต้องปรับปรุงหากคุณกำลังผลิตในโรงงานคือมีสี่เหลี่ยม VCC เล็ก ๆ ที่ชั้นล่างตรงกลางของชิปและเชื่อมต่อ ขึ้นไปด้านบนโดยใช้จุดตัด 4-9 จุดแทนที่จะเป็น 1 สำหรับเครื่องบิน VCC & GND คุณจะต้องมีค่าความต้านทานและการเหนี่ยวนำต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้หมวกสามารถกรองสัญญาณรบกวนได้ง่ายขึ้น => คุณต้องการแทร็กที่กว้างขึ้นและสั้นลง . แต่ในการออกแบบเฉพาะนี้มันไม่ได้เป็นข้อกำหนด

ดังนั้นมันจะทำงานได้แม้ในขณะนี้โดยไม่มีการดัดแปลง หลังจากการเปลี่ยนแปลงที่กล่าวถึงมันจะสมบูรณ์แบบ