PCB 模块化布局思路
面对如今硬件平台的集成度越来越高、系统越来越复杂的电子产品,对于 PCB 布局应该具有模块化的思维,要求无论是在硬件原理图的设计还是在 PCB 布线中均使用模块化、结构化的设计方法。作为硬件工程师,在了解系统整体架构的前提下,首先应该在原理图和 PCB 布线设计中自觉融合模块化的设计思想,结合 PCB 的实际情况,规划好对 PCB 进行布局的基本思路,如图 9-5 所示。

 

图  PCB 布局基本思路规划


固定元件的放置
固定元件的放置类似于固定孔的放置,也是讲究一个精准的位置放置。这个主要是根据设计结构来进行放置的。对元件的丝印和结构的丝印进行归中、重叠放置,如图 9-6 所示。板子上的固定元件放置好之后,可以根据飞线就近原则和信号优先原则对整个板子的信号流向进行梳理。
 

图 固定元件的放置

 

原理图与 PCB 的交互设置

为了方便元件的找寻,需要把原理图与 PCB 对应起来,使两者之间能相互映射,简称交互。利用交互式布局可以比较快速地定位元件,从而缩短设计时间,提高工作效率。

 

(1)为了达到原理图和 PCB 两两交互,需要在原理图编辑界面和 PCB 设计交互界面中都执行菜单命令“工具 - 交叉选择模式”,激活交叉选择模式,如图 9-7 所示。

 

(2)如图 9-8 所示,可以看到在原理图上选中某个元件后,PCB 上相对应的元件会同步被选中;反之,在 PCB 上选中某个元件后,原理图上相对应的元件也会被选中。
 

图   激活交叉选择模式

 

图   交叉选择模式下的选择


模块化布局
这里介绍一个元件排列的功能,即在矩形区域排列,可以在布局初期结合元件的交互,方便地把一堆杂乱的元件按模块分开并摆放在一定的区域内。

 

(1)在原理图上选择其中一个模块的所有元件,这时 PCB 上与原理图相对应的元件都被选中。

 

(2)执行菜单命令“工具 - 器件摆放 - 在矩形区域排列”。

 

(3)在 PCB 上某个空白区域框选一个范围,这时这个功能模块的元件都会排列到这个框选的范围内,如图 9-9 所示。利用这个功能,可以把原理图上所有的功能模块进行快速的分块。

 

模块化布局和交互式布局是密不可分的。利用交互式布局,在原理图上选中模块的所有元件,一个个地在 PCB 上排列好,接下来,就可以进一步细化布局其中的 IC、电阻、二极管了,这就是模块化布局,效果图如图 9-10 所示。
 

图   在矩形区域排列与元件的框选排列

 

图   模块化布局效果图


 
在模块化布局时,可以通过“垂直分割”命令对原理图编辑界面和 PCB 设计交互界面进行分屏处理,如图 9-11 所示,方便我们查看视图从而快速布局。
  

图   Altium Designer 的分屏处理