Pytania dotyczące układu płytki drukowanej dla płytki MCU

Usiłuję wytyczyć planszę, która jest zasadniczo przełomem dla MCU LPC23xx / LPC17xx. Nigdy wcześniej nie kierowałem niczego, co byłoby tak skomplikowane, i mam kilka powodów do niepokoju. Wiem, że czterowarstwowa płytka drukowana byłaby optymalna, ale jestem hobbystą, a przekształcenie jej w czterowarstwową płytę sprawiłoby, że byłoby to tak drogie, jak dostępne w handlu opcje. Oparłem swój projekt na kilku sprawdzonych dwuwarstwowych płytach komercyjnych, więc wiem, że można to zrobić. Po pierwsze, jest to najczęściej prowadzona płyta (zignoruj ​​wszystkie urządzenia USB po prawej stronie, nawet nie zdecydowałem, czy je uwzględnić) (wiem też, że sitodruk jest okropny, jeszcze tego nie opracowałem ):

1) Jednym z moich problemów jest długość śladów między MCU a kryształami (jeden dotyczy RTC, drugi dotyczy MCU). Nie są już dłuższe niż żadna z płyt, na których oparłem swój projekt, ale chciałbym trochę zweryfikować.

2) Innym problemem, który mam, jest oddzielenie. Wiem, że generalnie nie ma czegoś takiego jak zbyt duże odsprzęganie, ale w tym przypadku brakuje mi miejsca, więc nie rozdzieliłem WSZYSTKICH par VCC / GND (jest ich dużo!). Obie płyty, na których oparłem swój projekt, mają tylko 2 nakładki odsprzęgające, a ja mam trzy, więc mogę być dobry. Czy powinienem pracować, aby uzyskać co najmniej jednego lub dwóch więcej?

3) Pracowałem dość ciężko, aby zapewnić prawie nieprzerwaną płaszczyznę uziemienia na dolnej warstwie. Jest rozbity tylko w kilku miejscach, jednym dla otworów przelotowych (które moim zdaniem powinny być padami) na jednym z kryształów, a drugim jest duża droga dla VCC do MCU. Czy mój samolot naziemny jest wystarczająco solidny?

4) Dystrybucja mocy była dla mnie szczególnym problemem ( patrz moje poprzednie pytanie tutaj ). W końcu zdecydowałem się wlać duże wypełnienie pod MCU i zaczepić o szpilkę VCC dużym śladem. Czy to akceptowalna strategia dystrybucji energii? Gdybym pracował z 4-warstwową płytą, użyłbym całej warstwy do VCC, ale chcę trzymać się 2-warstwowej ze względu na koszty.

Ogólnie, jak mi się tutaj udało? Czy to może się uruchomić, czy powinienem wrócić do deski kreślarskiej?

1) Kryształy nie powinny być prowadzone w ten sposób. Ślady powinny być krótsze i możliwie symetryczne. Należy podłączyć kondensatory do GND w jednym punkcie, aby nie odbierać szumu z płyty uziemiającej. Jest to szczególnie ważne w przypadku kryształów RTC. Przy obecnym routingu możesz mieć problemy z uruchomieniem / niepowodzeniem generacji, jeśli nie będziesz miał szczęścia.

2) Sprawdź moją jednowarstwową tablicę ARM: http://hackaday.com/2011/08/03/an-arm-dev-board-you-can-make-at-home/ - nawet ten koszmar działa (tylko 1 nakrętka odsprzęgająca). Zdecydowanie to, co tu masz, zadziała. Możesz dodać dodatkowe nakładki (na przykład elektrolityczne 25uF + ceramika 2,2uF) na tylnej stronie płyty, masz tam dużo miejsca i oba VCC i GND razem. Jedyne, co mi się nie podoba, to cienkie ślady na czapkach. Powinny być jak najszersze. W moim projekcie jedyny kondensator był połączony przez ślady o szerokości 2 mm.

Spójrz także na C5: możesz go trochę przesunąć w prawo, zbliżyć się do czapki i połączyć z krótką szeroką ścieżką. Kiedy przelotujesz pod chipem, nie możesz mieć szerokich ścieżek. To samo dla C6 i C7.

Ponadto, jeśli zamierzasz produkować to w domu, będziesz mieć problemy z tworzeniem przelotek pod chipami QFP.

3) Płyta naziemna jest więcej niż wystarczająca. Nie ma potrzeby posiadania solidnej płaszczyzny uziemienia, z wyjątkiem kwadratu pod chipem, w którym wszystkie zaślepki odsprzęgające są podłączone, nie pomoże to znacznie w hałasie gruntu. Płyta uziemiająca jest potrzebna do kontrolowanej impedancji, co nie jest ważne w twoim przypadku. Ale twoje połączenie GND z kontaktami powinno być jak najszersze. Jest to ogólna zasada: sieci VCC i GND powinny mieć szerokie ścieżki.

4) Tak, jest to całkowicie w porządku w przypadku ARM o niskiej prędkości.

W moim przypadku nawet nie miałem tylnej strony i nadal działało ;-) Jedyną rzeczą, którą można poprawić, jeśli produkujesz w fabryce, jest mały kwadrat VCC na dolnej warstwie pośrodku układu i połączenie do góry za pomocą niektórych przelotek 4-9 zamiast 1. W samolotach VCC i GND zawsze musisz mieć możliwie najniższą rezystancję i indukcyjność, aby czapki mogły łatwiej filtrować szum = = potrzebujesz szerszych i krótszych ścieżek oraz bardziej równoległych przelotek . Ale w tym konkretnym projekcie nie jest to wymagane.

Będzie więc działał nawet teraz bez modyfikacji. Po wspomnianych zmianach będzie idealnie.