¿Diseño correcto por primera vez?

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OP quiere crear un diseño de placa base para PC, lo cual es, er, divertido, pero plantea la pregunta: ¿cómo se diseñan las placas base? Breadboarding, con mejoras incrementales, está fuera, tienes que construir una PCB desde el principio. ¿Cómo se evalúan y depuran? Supongo que no puedes simplemente manipularlo, ya nada funcionaría. ¿Es esto realmente la primera vez?

pcb design

— Federico Russo
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No lo sé, pero creo que depende en gran medida de las emulaciones de circuitos analógicos y de RF.

— jippie

@jippie: sin duda. ¿Pero tengo que verlo como: simular, diseñar, fabricar? La mayoría de los diseños comerciales que conozco pasan por algunas iteraciones de diseño antes de que estén listos para la fabricación.

— Federico Russo

La adherencia del cobre al circuito suministrado está, por supuesto, cubierta por las verificaciones de las reglas de diseño. La "corrección" se relaciona en gran medida con los problemas de tiempo. Las modernas suites de PCB tienen una extensa emulación de parámetros físicos y la capacidad integral de enrutar para equilibrar u optimizar, por ejemplo, temporizaciones diferenciales o impedancia de circuito incluidas, de modo que se integren los aspectos de prueba y diseño. Conozco a alguien que hace desarrollo de placas base. Dependiendo de las respuestas recibidas, podría pasar la pregunta.

— Russell McMahon

Las placas base de PC son un caso especial. Debido a que se producen en volumen y en configuraciones bastante fijas, los fabricantes de CPU y conjuntos de chips hacen un gran esfuerzo para garantizar que el enrutamiento sea lo más sencillo posible (para requerir la menor cantidad posible de capas de PCB). Si bien una PC es muy compleja, el objetivo final es conocido por todos en cada paso del camino. Los PCB que tienen un propósito novedoso son mucho más complejos de diseñar y verificar.

— Ben Jackson

Hace un tiempo contraté un EE directamente de la universidad. Me preguntó algo como, "¿cómo demuestras tus diseños? ¿Los abordas? ¿Envolturas de alambre? ¿Cómo?"

Mi respuesta fue: "Bueno, construimos un PCB y si funciona, ¡entramos en producción y lo enviamos!"

Muchos circuitos simples no pueden ser prototipados sin hacer una PCB personalizada. Cualquier cosa de alta velocidad, bajo ruido, altas corrientes de conmutación, etc. es difícil o imposible de hacer de otra manera. A veces solo la logística se interpone en el camino. No puede, sin una PCB personalizada o algún adaptador / zócalo loco, prototipo con un BGA de más de 1000 bolas. Incluso si pudieras, no querrías hacerlo. Las probabilidades de hacer más de 1000 conexiones sin error son muy bajas. Hacerlo dos veces es casi imposible.

Hacer PCB personalizados para prototipos parece costoso, pero no lo es. No se compara con pagarle a alguien para hacer y depurar varios prototipos usando paneles de pruebas o envoltorios de alambre e incluso terminar con algo de confiabilidad cuestionable.

Por lo tanto, los EE profesionales generalmente van directamente al diseño de una PCB y luego hacen todo lo posible para asegurarse de que la PCB funcione la primera vez. Casi nunca funciona la primera vez, pero cuanto más cerca esté de trabajar, mejor. Luego, el tablero se modifica (es decir, se vuelve a girar) y se vuelve a construir. Con suerte, un PCB pasa por 2 o 3 vueltas antes de pasar a la producción comercial.

Recientemente hice una PCB personalizada que usaba una Intel Atom PCB y todas las cosas habituales de tipo PC. Mi enfoque no fue diferente con este PCB. Lo diseñé, traté de hacer que funcionara la primera vez y lo construí. El PCB Rev 1 funcionó principalmente, pero tiene algunos problemas menores. La placa Rev 2 funcionó perfectamente.

¿Cómo encuentra la causa de un tablero que no funciona? En diseños de alta densidad, probablemente la mitad de las señales no son accesibles (BGA, capas internas ...). ¿Cómo se miden cosas como el SSN ?

— Federico Russo

@FedericoRusso La depuración de una placa como esta es muy difícil, lo que es una razón más para tratar de hacerlo bien la primera vez. Mientras no esté utilizando vías ocultas / ocultas, todas las señales son accesibles. Aun así, debe planificar con anticipación con la depuración en mente y posiblemente cambiar el circuito en consecuencia. Para SSN, preste mucha atención al desacoplamiento de mayúsculas y el enrutamiento de alimentación / gnd, luego espero que no tenga un problema. El SSN normalmente es solo un problema en los buses de datos / dirección anchos, por lo que genera un patrón de prueba en el peor de los casos y observa la señal con un alcance rápido.