原理图规范要求与封装设计技巧PPT课件.ppt

原理图规范要求与封装设计技巧 电路原理图设计规范 基于AD设计软件 要求宣贯 原理图封装设计技巧 规范宣贯总纲 范围基本要求元件参数值标注方法元件项目代号 位号 及符号网络名称 NetLabel 命名及标注测试点设计要求封装建库规范设计注意事项文件编号 版本升级管理答疑 1 范围 本标准规定了电路原理图和逻辑封装库的设计规范及注意事项 本标准适用于使用Protel以及AltiumDesigner软件进行电路原理图设计 本标准发布实施之前公司及部门发布的相关标准 规范性文件 相关条款和内容如与本标准的规定相抵触的 以本标准为准 按本标准执行 2 基本要求 栅格 基本要求 续 图幅大小设置按公司现有打印设备条件 为保证最佳打印效果 电路图的图幅设置应符合企业标准02R D 03 301 产品图样及设计文件格式 的要求 设计时允许使用A2 A3 A4三种规格图幅 如图1中右上角Standard的下拉箭头可以选择 以A3 A4为主 图纸绘制大小要适当 以打印在A3 A4纸能清晰识别为准 另归档时自定义带公司标题栏的图纸大小也应以上面三种图纸为标准 打印时图纸信息应尽可能充分利用所选幅面的有效面积 基本要求 续 颜色设置原理图绘制时不同类别的信息不能用相同的颜色 如NetLabel Text 项目代号 元件位号 参数值等均应以不同的颜色区分 有电气连接的连线 Wire 与没有电气连接的连线 Line 元件逻辑封装本体与管脚之间也应区分颜色 以免图纸复杂时不易识读 颜色设置必须保证打印图纸时图样清晰易读 射频通路连线颜色建议设置成Color 1462238 线条设置成Wirewidth Medium 以便与其他信号线区分 基本要求 续 信号流向设计复杂的设计必须采用层次总图的方式实现自下而上的模块层次结构 各电路模块构成一张子图 尽量保证从上到下 从左到右的信号流向 最后各次图汇总成原理模块总图 注意尽可能将实现同一功能的电路子模块绘制在一张子图上 基本要求 续 电气连接的正确表示 基本要求 续 字符字体 放置要求 元件参数值标注方法 元件参数值标注方法参数值标注需注意正确使用法定计量单位和区分符号的大小写与空格 电路各种参数的标注应符合 中华人民共和国计量法 和国家标准GB3101 有关量 单位和符号的一般原则 的规定 元件参数值标注方法 续 电阻1 普通电阻阻值 空格 精度误差 空格 功率 阻值标注时 欧姆 为默认单位 单位符号允许缺省不标注 小于1k的电阻直接标阻值 但如果采用分单位或倍单位则应标出其分单位或倍单位符号 如5 1k 1M等 分单位或倍单位符号必须按规定使用大小写 如 k 应小写 M 必须大写 同时5 1k不可以标成5k1 512 5111等 精度误差为公司规定默认精度 例如贴片电阻为5 时缺省不标注 精度误差大于或小于默认值的则必须标明 功率等于公司规定默认的电阻缺省 可以不标 例如0603 0805 1206贴片电阻功率默认等级分别为1 10 0 1 1 8 0 125 1 4 0 25 W 小于或大于相应默认值的则必须标明 示例 102W表示功率为2W 精度误差5 的10 电阻 10 1 1W表示功率为1W 精度误差1 的10 精密电阻 2 电位器及特殊功能电阻 如热敏电阻 压敏电阻 则直接以其型号和精度误差直接标称 如 WH09 1AL B10K F25 20 NTCSCK 104MS 20 等 元件参数值标注方法 续 电容1 普通贴片电容和无极性瓷片电容普通贴片电容直接以 容值 单位 表示 如2 2 F 0 1 F 100pF等 必要时单位符号 F 法拉 允许缺省 1nF以上 含 统一以 F作为单位 1nF以下统一以pF作为单位 对于非公司默认值电压的电容应标注耐压值 如0 01 F1kV等 2 涤纶电容的标注方法容值以科学计数法标示 但须在容值后面加 M 以示区别 如474M 即0 47 F 等 3 铝电解电容 钽电容标注方法容值 耐压值如 10 F 10V 10 F 16V 47 F 25V 120 F 400V等 4 微波电容的器件参数值中需要带有厂商标识符号 与普通电容进行区分 使原理图设计能保持良好的技术延续性 比如普通电容一般标注 pF 而微波电容一般标注 pF ATC 或者 pF Johanson 以示区分 其中 ATC 和 Johanson 为两种厂商缩写标识 元件参数值标注方法 续 电感 线圈 磁珠等普通电感 磁珠等以其标称容值作标注 如1 5 H 22 H 100nH等 大功率电感 线圈 滤波器件等参考其规格书上面的描述作标注 变压器 巴仑等直接以其型号作标注 如ETC1 1 13 ADT1 1WT等 元件参数值标注方法 续 接插件1 普通插座 插针等以其管脚排列作标注 单排的以 CON 管脚数 如CON5 CON9等 一般此类管脚数在1 15之间 双排及以上的以 HDR 行数X列数 如HDR8X2 HDR20X2等 一般此类管脚数在2 64之间 管脚以字母命名 A1 B1 A16 B16 的插座以在行列数后面加 A 作标注 如HDR16X2A等 2 端口连接器的标注直接按其产品标准名称 无标准名称的则以型号 作标注 如RJ45 DB9 USB PC104 3DC G313等 有接口 俗称母头 接头 俗称公头 或主口 从口之分的连接器 其标注应予以区分 如DB9 F DB9 M F表示接口Female 有时用K表示 M表示接头Male 有时用J表示 USB SLAVE USB HOST SLAVE表示从口 HOST表示主口 注 PC104虽属于行数30列数4的接插件 但因其为标准工控连接器 因此其标注方式归入此类标准连接器中 元件参数值标注方法 续 半导体器件1 二极管 三极管直接标注具体型号 如IN4148 IN4007 HER107 8050 9014C等 对于同一型号器件在设计中同时使用不同的PCB封装时 如用到的三极管有SOT 23Q TO 92 TO 220等时 以设计中使用最多的为默认封装 允许不标封装型号 其他的必须在型号标注后面追加封装型号 以免设计时混淆 如9014CTO 92 TIP41TO 220等 对于发光二极管除需要标注具体型号之外 还需要标明发光颜色 如3B3HCBLUE等 如果单板上只用到单一种发光二极管 可以将颜色标注省略只标注型号即可 2 稳压管稳压管需标明其稳定电压及功率 如5 1V1 2W 3 6V 1W等 3 其他半导体器件按公司优选器件库中的标注方法作型号标注 元件参数值标注方法 续 晶体 晶振等原理图上直接以时钟频率作标注 如13MHz 32 768kHz 25MHz等 元件参数值标注方法 续 IC集成电路直接以芯片型号作标注 如GC5016 PXA270 PM7815等 对于同型号可能包含不同封装类型如BGA QFP等器件 其管脚会因封装不同而定义不同 需要在芯片型号后面加上封装类型 如XXX BGA XXX QFP等以示区别 此类器件一般包括FPGA CPLD DSP ARM等 在设计中应尽量选用之前已使用的封装器件 便于统一 元件参数值标注方法 续 其他非标准特殊器件有型号则以型号作标注 如电源模块PTH05050等 无型号器件的标注 可按国家标准GB T7159 电气技术中的文字符号制定通则 给予编号 元件参数值标注方法 续 预留器件设计要求需要预留器件焊盘时 器件的参数值采用 OPEN 标注 禁止使用 标注 元件项目代号 位号 及符号 元件项目代号 位号 及符号代号 按照Q JXA10 041 电气技术文件常用文字符号 要求进行设计符号 一般采用公司现有软件数字电路标准库图符绘制 图库中没被收录的元器件图形符号可参照国家标准GB T4728 1 4728 13 电气简图用图形符号 进行设计并按规定程序纳入数字标准库统一管理 网络名称 NetLabel 命名及标注 NetLabel命名要求NetLabel命名应简单 直观 一般使用大写字母表示 NetLabel组名只能使用A Z 大写 0 9 下划线 不允许采用 中横杠 组合而成 长度尽量以在10个字符以内为佳 不允许超过15个字符 网络名称 NetLabel 的编制及标注应符合国家标准GB T1679 信号和连接线的代号 GB T6988 1 6988 3 电气技术用文件的编制 的相关规定 网络名称 NetLabel 命名及标注 续 相同的网络符号设计要求 网络名称 NetLabel 命名及标注 续 不同的电气连接设计要求 网络名称 NetLabel 命名及标注 续 地 电源的网络标示地线对于数字电路 鉴于电路结构 性质 地线很难在PCB设计时进行完整的分割 为避免地线分割过多导致信号回路过大引起EMI问题 一般采取 分区而不分割 的原则处理地线结构 因此在原理图设计时对于地线的处理采取使用统一地 不作细分 使用图4地线网络符号 NetLabel标注为GND 若电路中包含有一些特殊电路模块 如大电流 高压 特殊信号等需要与其他电路分开或隔离时 则需要对此子模块的地线另作处理 根据其功能实现 地线NetLabel标注为HGND 高压地 PGND 电源地 SGND 信号地 AGND 模拟地 DGND 数字地 等 并在其模块附近放置注释说明 地线标示符放置时须注意应统一为尖端向下的方向 不可采用尖端向上的方向 如受版面影响也可以平放 但不提倡 如图 网络名称 NetLabel 命名及标注 续 电源所有电源必须统一使用如下两种电源符号 但单板上不要同时出现两种不同的符号 尽量不要单纯用NetLabel表示电源 如图所有不标 符号的电源均视作正电压电源 如有负电压必须作 标示 如 2 5V可标注为 2 5V 2 5V 但不可标注为 2V5 2V5 正电压不带 则所有正压均不要带 如 2 5V 3 3V 1V8 1V5等标注方法同时出现是不允许的 只能统一标注为2 5V 3 3V 1 8V 1 5V或 2 5V 3 3V 1 8V 1 5V等 如无特殊要求 正压统一均不用标 同一设计中不可同时出现VCC VDD来作不同的电源网络区分 要么用VCC 要么用VDD 但对于一些特殊的电压可用根据其功能标注为VTT VR Vref等 所有电源符号只能采用 T 型向上 优选 向左或向右来表示 不可采用向下的方式 除非为负电压 如图 网络名称 NetLabel 命名及标注 续 模拟信号电压在电压值前面加 A 表示 数字信号电压在电压值前面加 D 表示 芯片核心电压在电压值前面加 C 表示 如A3 3V D2 5V C1 8V等 如果核心电压需要表示数字电压或模拟电压 则在电压后面加 C 表示 如D1 8VC A1 8VC等 如无特殊要求 核心电压尽量不作数字 模拟区分 同一电压经磁珠隔离后用在不同芯片上 则在电压前面加不同的芯片型号以作区分 如AFE8406 D3 3V BF531 D3 3V AD9779 A3 3V等 不同的电源芯片输出同等电压时 以在电压值后面加 1 2 标示 几个同样的芯片有同样的电压时以在芯片名字后加 1 2 标示 如1 8V 1 1 8V 2 1 8V 3 AD6655 1 D3 3V AD6655 2 D3 3V AD6655 3 D3 3V等 对于需采用跳线的电源设计 需标注跳线的详细规格以及规格代码 PLM系统中的part编码 将每个跳线点命名为不同名称的PAD 并说明跳线连接关系 以保障PCB的正确设计 如图 网络名称 NetLabel 命名及标注 续 网络名称 NetLabel 命名及标注 续 总线网络设计要求 测试点设计要求 测试点设计要求 封装建库规范 所有器件封装设计都必须符合公司规范要求 数字器件应根据Q JXA07 028 数字器件封装命名规则及建库规范 的规定设计封装 射频器件应根据09R D 03 001 功放PCB器件封装设计规范 中的规定设计封装 规范在PLM上有原件 可以咨询质量技术室 封装建库规范 续 象限设计要求逻辑封装设计时须尽量将第1管脚放置在设计原点 以免调用时封装不能随附在光标上 对于有多个子部件 Part 的元件 应将每个Part放置在设计区域的第4象限 且Part的最左上角位于设计原点上 象限 封装建库规范 续 栅格设计要求确保每个管脚准确放置在栅格为5或5的倍数上面 建议为5 封装建库规范 续 极性元件设计要求所有有极性的两脚元件 如二极管 铝电解电容 钽电容等 统一设计为第1管脚为正极 第2管脚为负极 封装建库规范 续 管脚命名要求所有以字母命名管脚的元件 如二极管 三极管 场效应管等 均应以字母命名PinNumber 与数字命名管脚相区别 如二极管管脚为A K 三极管管脚为E B C 场效应管管脚为G D S 封装建库规范 续 易识读要求逻辑封装设计应直观 易读 方便原理图整体设计 对于部分管脚较多的芯片 应以多个子部件的形式进行设计 且确保各子部件为实现各子模块功能 切忌各功能模块混合设计 为后续的原理图设计带来不便且不易识读 封装建库规范 续 IC类器件设计通用要求IC类器件设计封装时应将各功能模块管脚排在一起 不一定需要按顺序阵列管脚 同时必须标明各管脚功能名称 而对于接插件类元件则必须按顺序阵列管脚 IC类元件封装设计时管脚如为左右排列 如非必要 应避免对称放置 以免和接插件类元件封装相混淆 如图10 绝对不允许设计IC类逻辑封装时直接用数字排列表示管脚的PinName 封装建库规范 续 封装建库规范 续 管脚定义补充 设计注意事项 层次总图设计要求采用自下而上层次总图方式设计原理图时 层次模块必须由执行Design CreateSymbolFromSheet获得 而不能通过Place SheetSymbol之后再手工编辑 超过两张 含两张 子图纸时必须采用层次总图 设计注意事项 续 层次子图设计要求层次总图设计时 各子图纸模块中所有不在或不只在本页有连接的网络必须添加I OPORT 只在单页子图上有连接的只可以用Wire连接或用NetLabel标注 不需要加I OPORT 确保总图层次模块中有且只有多页互有连接的网络标示符 方便设计 检查 设计注意事项 续 I OPORT的网络连接要求 设计注意事项 续 NetLabel设计要求 设计注意事项 续 射频链路网表设计要求射频通路连线必须带有射频网络系标志 如图 设计注意事项 续 射频通路设计注意事项功放管匹配电路中通路电容的位置需要按照匹配拓扑的先后 上下位置依次正确顺序摆放 射频通路上需标注各级链路的输入 输出功率 射频链路每级放大管需标注增益 每级器件或 衰减网络都需标注衰减值 功率放大管 包括A类微波放大管 要求标注工作电流 输出功率 增益 P 1或P 3等信息 器件名称要求标注准确 一般不允许缩写 带匹配线路长度要求的功率放大管 如果没有专用匹配PCB设计图时 需要在原理图中注明匹配线长度 已经提供专用匹配PCB设计图的情况下不需要标注 以免重复 设计注意事项 续 悬空的管脚配置要求 设计注意事项 续 I O自由调整要求I O口可以自由调整的元件如FPGA CPLD等 其用到的管脚必须一一配置NetLabel 以方便实际PCB设计中调整互换 同时注意必须用不同的颜色区分可调整管脚与不可调整管脚的NetLabel 统一标注 可调整管脚的NetLabel颜色用红褐色221号 默认 不可调整管脚的NetLabel颜色用鲜红色227号 设计注意事项 续 端接匹配要求原理图设计时应始端匹配靠近始端 终端匹配靠近终端 方便PCB设计时进行最佳的布局布线 端接匹配要求 续 设计注意事项 续 特殊信号设计要求对于一些特殊信号如差分线 时钟线 高速数据线等 NetLabel应包含表明其信号属性的字母 时钟线 CLK 数据线 DATA D 地址线 ADDR A 复位线 RST等 同时在原理图其相对位置用Text标明其信号频率 需阻抗匹配应标明其阻抗控制值 如图17a 原理图中以 R 表示 设计注意事项 续 设计注意事项 续 差分线NetLabel必须配对出现 一般情况其NetLabel前部分都是一样 只有最后一两个字符区分 如CLKP CLKN CLKMA CLKPA INMA INPA DATA DATA 等 在原理图其相对位置用Text标明信号频率 差分阻抗Zdiff 一般差分线差分阻抗为100 90 70 几种居多 如图17b 设计注意事项 续 电流标注要求存在高压或大电流等电路的子单元中电压超过50V或电流超过1A的部分必须标明 整板供电网络 DC DC LDO等 所有输出均应标明电流负载值 以方便PCB设计时对于高低压之间的安全间距 电源线宽的设置与检查 设计注意事项 续 接插件设计要求在选择接插件时应注意单板内尽可能不要选用同样规格 管脚数一致的插座或插针 以免PCB设计时因布局布线的局限使相同规格的插座排放在一起 导致生产制程中出现误插 错插的现象 在配置接插件信号时原则上应尽可能对每一根信号配备一条地线使其有最短的回流路径 满足不了时应保证每组信号至少配备一条地线 对于敏感信号则必须配备不少于一条回流地线 同组差分信号必须配置在相邻管脚 设计注意事项 续 光学定位点设计要求光学定位点通常又叫MARK点 为保证PCB设计时网络表跟原理图一致 在设计原理图时必须添加光学定位点原理图封装以及配套的PCB封装 原理图中光学定位点数量计算通用方法如下 只需要单面贴片的PCB设计 添加MARK点的数量计算公式是2 1 N 其中N是精密器件个数 常见精密器件有很多 比如BGA 管脚间距 PINPitch 小于0 5mm的集成IC等 原则上每个精密器件都需要增加一对MARK点 特定的情况下可以允许PIN数量少于10的精密器件只添加一个MARK点或者不添加MARK点 需要双面贴片的PCB设计 添加MARK点的数量计算公式是2 2 N 其中N是精密器件个数 其他要求跟单面贴片的要求相同 光学定位点设计 设计注意事项 续 夹具及铜块设计要求 文件编号 版本升级管理 此部分内容参照标准要求执行即可 答疑 互动环节 原理图封装设计技巧 1 原理图封装 逻辑封装 设计基本要求 2 设计技巧 1 封装设计基本要求 基本要求包含 功能逻辑清晰 与PCB封装要求同步 符合Comba企标要求 具有技术传承性 功能逻辑清晰 原理封装要能看出原理 功能逻辑务必清晰可认 原理封装要与PCB封装同步 这里说的同步是指的功能同步 常见的问题是功能管脚不同步 原理图封装管要么脚少于PCB封装的管脚数 要么多于PCB封装管脚数 至于器件信息同步问题一般发生在原理图设计阶段 跟封装设计没关系 所以这里不做说明 原理封装绘制必须符合企标要求 企标 企业标准 这里要求符合企标要求而不是说行标或者国标要求 原因在于企标才是符合公司的生产 加工 组装等综合要求的标准 国标或者行标不一定就符合公司的特点 不一定符合公司的生产能力 这个一定要注意 原理图