Layout设计流程指示

车规级智能座舱PCB设计指引，介绍了电源（PI(PDN/DIR：退耦电容、控制地回路、载流)）、EMC过程知识，一起来看吧！

Layout设计流程&指示

• 电源
  • 整板电源链路规划（布局/电流回路评估）
    • 电源布局
    • 负载布局
    • 电流回路
  • 供电端：电源调节器SMPS/LDO
    • 电流回路
    • 大功率&小信号地
    • 载流
    • 散热
  • 取电端：普通IC&主控SOC
    • 大电容BULK C
    • 退耦小电容
    • 电源/地平面
  • PI(PDN/DIR：退耦电容、控制地回路、载流)
• EMC
  • *EMC实验项要求分析表（试验项/等级要求，频率/倍频表）
    • 输入分析
  • 结构-设计
    • 屏蔽/接地方案
    • 外壳
      • 屏蔽/接地设计
        • 螺丝孔
          • PCB所有层为PTH沉铜孔
          • 螺丝孔打地孔规范（孔规范：0.3/0.6mm，数量&间距：根据不同螺丝孔径定义via到螺丝孔中心距离及对用的via数量）
          • 螺丝孔PCB开窗钢网规范
        • 接地凸台/弹片
          • 板边轮廓：上盖、下盖与PCB边缘预留一圈全包围开窗或接触点（凸台、弹片）
          • 接口/连接器区域：底部不允许布元件、预留围栏型开窗，PIN脚设定禁铜区
          • 板内：PCB高速高频噪声区域（DCDC/DDR/视频流Serdes）预留接地弹片或螺丝孔（间距<λ/20）
          • 凸台PCB开窗钢网规范
          • 凸台厚度（≥2mm）、弹片开口宽度（≤6mm）规范
        • 导电海绵
          • 视频流Serdes fakra连接器屏蔽外壳预留导电海绵与外壳接触
        • 开孔/槽（上&下盖）：缝隙规范（孔径≈λ/20、T型槽）
      • 材料&表面处理要求 （考虑低接触阻抗）
        • 优选铸铝
        • 避免铸镁材料（如使用考虑接地点区域做CNC抛光处理）
          • 接触阻抗要求（铸镁材料与PCB接触点位置均需CNC表面抛光处理： 减小接触阻抗降低噪声幅度，全铸铝不需要）
            • 螺丝孔
            • 开窗接触凸台
            • 接地弹片凹槽
            • 导电泡棉
        • 避免塑料材料（如使用考虑额外屏蔽罩的应用）
        • 表面处理不要钝化，如需钝化在PCB接地区域禁止钝化
      • *吸波处理
      • *静电泄放/防护
    • 屏蔽罩
      • DC-DC（大电流/高频噪声源）
      • Audio（模拟/弱信号）
      • 屏蔽罩开孔规范（孔径≈λ/20）
    • *接口（连接器/线缆）选型
      • 连接器
        • 主连接器
        • Fakra/HSD：天线/视频同轴
        • 周边：USB\SD\HDMI\以太网
      • 线缆（防屏蔽线束）
        • 摄像头、视频、以太网
        • 内外部线缆选型、理线
  • 原理图-电路设计
    • 器件选型/接口防护&滤波设计
    • EMC实验项对策
      • EMC实验项分析
        • EMI（接口滤波）
          • CE
            • CE电容部署和布局位置
          • RE
            • 滤波、屏蔽、接地
        • EMS（接口防护/滤波）
          • ESD
            • ESD二极管部署和布局位置
          • CI（7637脉冲）
            • BAT pin输入&一级DC-DC脉冲电容部署和布局位置
          • RI(滤波、屏蔽、接地)
            • BCI
              • ETH以太网接口layout规范
      • *器件选型（暂时PCB关注度放低，可以参与集成学习）
      • 接口防护/滤波设计（ESD/CI/BCI）
      • 电源&信号线滤波设计（CE/RE）
      • 单板接地属性划分（客户是否有要求：外壳地与PCB地是否要用电阻或电容做隔离）
      • 其他：外部连接特殊信号评估
    • 功能性特殊要求
      • 测温传感电路
      • 电压检测电路
      • 端接
  • 板级-PCB设计
    • layout EMC设计
    • 层叠
      • 电源/地平面分配、最小地回路和接地阻抗原则
    • 布局
      • 关键电路布局规则
        • 大电流、高频噪声干扰源与敏感线路复位IC、ADC、时钟、RF线路、比较器、模拟音视频等隔离安全距离
      • 连接器接口区域
        • 连接器附件不放强干扰源、不能太靠板边、留有外壳接地空间
      • 端接（信号反射引起辐射）
    • 布线
      • Serdes POC布局布线
      • 高频噪声干扰元件焊盘隔地间距>0.5mm避免耦合
        • DC-DC SW开关区电感、续流二极管、电容
        • ESD管
      • 线间距和板边缘间距
        • 线与线：>3W避免耦合（CES自动规避）
        • 电源和线与板边：20H电源边缘辐射
      • 表面铺地隐形天线处理（高频噪声源附近的孤立地平面或地孔少的地平面净空，避免形成天线接收某个频点形成辐射）
      • 敏感信号处理
        • 时钟线
          • 包地屏蔽隔地特殊处理
        • 晶振地处理
          • 隔地间距、净空、相邻地层用于屏蔽辐射
        • Camera AGND地
      • 板级屏蔽埋层、通孔
        • 板边轮廓孔（法拉第笼）：板边缘轮廓围绕一圈打地孔规范，（孔规格0.3/0.6mm、孔间距先定义为2.5mm（<λ/20波长： 3G=2.5mm 6G=1.25mm））
        • 表层孤立铜皮、大电流噪声源区域多余地铜皮净空
      • 接口区设计
        • 接口防护、滤波元件地孔规范
          • ESD、电容地焊盘最少一个就近地孔，孔规格0.3*0.6mm
        • 连接器接口部分的走线规范（RE&CE）
          • 避免有相邻电源层很近的走线、走线避免耦合进干扰信号
    • SI（耦合、串扰、辐射）
  • 软件-设计
    • 性能恢复、容错机智处理
  • EMC过程
• 关键信号
• 总线
• 非关键信号
• 可靠性设计

Layout设计流程&指示

• 电源
  • 整板电源链路规划（布局/电流回路评估）
    • 电源布局
    • 负载布局
    • 电流回路
  • 供电端：电源调节器SMPS/LDO
    • 电流回路
    • 大功率&小信号地
    • 载流
    • 散热
  • 取电端：普通IC&主控SOC
    • 大电容BULK C
    • 退耦小电容
    • 电源/地平面
  • PI(PDN/DIR：退耦电容、控制地回路、载流)
• EMC
  • *EMC实验项要求分析表（试验项/等级要求，频率/倍频表）
    • 输入分析
  • 结构-设计
    • 屏蔽/接地方案
    • 外壳
      • 屏蔽/接地设计
        • 螺丝孔
          • PCB所有层为PTH沉铜孔
          • 螺丝孔打地孔规范（孔规范：0.3/0.6mm，数量&间距：根据不同螺丝孔径定义via到螺丝孔中心距离及对用的via数量）
          • 螺丝孔PCB开窗钢网规范
        • 接地凸台/弹片
          • 板边轮廓：上盖、下盖与PCB边缘预留一圈全包围开窗或接触点（凸台、弹片）
          • 接口/连接器区域：底部不允许布元件、预留围栏型开窗，PIN脚设定禁铜区
          • 板内：PCB高速高频噪声区域（DCDC/DDR/视频流Serdes）预留接地弹片或螺丝孔（间距<λ/20）
          • 凸台PCB开窗钢网规范
          • 凸台厚度（≥2mm）、弹片开口宽度（≤6mm）规范
        • 导电海绵
          • 视频流Serdes fakra连接器屏蔽外壳预留导电海绵与外壳接触
        • 开孔/槽（上&下盖）：缝隙规范（孔径≈λ/20、T型槽）
      • 材料&表面处理要求 （考虑低接触阻抗）
        • 优选铸铝
        • 避免铸镁材料（如使用考虑接地点区域做CNC抛光处理）
          • 接触阻抗要求（铸镁材料与PCB接触点位置均需CNC表面抛光处理： 减小接触阻抗降低噪声幅度，全铸铝不需要）
            • 螺丝孔
            • 开窗接触凸台
            • 接地弹片凹槽
            • 导电泡棉
        • 避免塑料材料（如使用考虑额外屏蔽罩的应用）
        • 表面处理不要钝化，如需钝化在PCB接地区域禁止钝化
      • *吸波处理
      • *静电泄放/防护
    • 屏蔽罩
      • DC-DC（大电流/高频噪声源）
      • Audio（模拟/弱信号）
      • 屏蔽罩开孔规范（孔径≈λ/20）
    • *接口（连接器/线缆）选型
      • 连接器
        • 主连接器
        • Fakra/HSD：天线/视频同轴
        • 周边：USB\SD\HDMI\以太网
      • 线缆（防屏蔽线束）
        • 摄像头、视频、以太网
        • 内外部线缆选型、理线
  • 原理图-电路设计
    • 器件选型/接口防护&滤波设计
    • EMC实验项对策
      • EMC实验项分析
        • EMI（接口滤波）
          • CE
            • CE电容部署和布局位置
          • RE
            • 滤波、屏蔽、接地
        • EMS（接口防护/滤波）
          • ESD
            • ESD二极管部署和布局位置
          • CI（7637脉冲）
            • BAT pin输入&一级DC-DC脉冲电容部署和布局位置
          • RI(滤波、屏蔽、接地)
            • BCI
              • ETH以太网接口layout规范
      • *器件选型（暂时PCB关注度放低，可以参与集成学习）
      • 接口防护/滤波设计（ESD/CI/BCI）
      • 电源&信号线滤波设计（CE/RE）
      • 单板接地属性划分（客户是否有要求：外壳地与PCB地是否要用电阻或电容做隔离）
      • 其他：外部连接特殊信号评估
    • 功能性特殊要求
      • 测温传感电路
      • 电压检测电路
      • 端接
  • 板级-PCB设计
    • layout EMC设计
    • 层叠
      • 电源/地平面分配、最小地回路和接地阻抗原则
    • 布局
      • 关键电路布局规则
        • 大电流、高频噪声干扰源与敏感线路复位IC、ADC、时钟、RF线路、比较器、模拟音视频等隔离安全距离
      • 连接器接口区域
        • 连接器附件不放强干扰源、不能太靠板边、留有外壳接地空间
      • 端接（信号反射引起辐射）
    • 布线
      • Serdes POC布局布线
      • 高频噪声干扰元件焊盘隔地间距>0.5mm避免耦合
        • DC-DC SW开关区电感、续流二极管、电容
        • ESD管
      • 线间距和板边缘间距
        • 线与线：>3W避免耦合（CES自动规避）
        • 电源和线与板边：20H电源边缘辐射
      • 表面铺地隐形天线处理（高频噪声源附近的孤立地平面或地孔少的地平面净空，避免形成天线接收某个频点形成辐射）
      • 敏感信号处理
        • 时钟线
          • 包地屏蔽隔地特殊处理
        • 晶振地处理
          • 隔地间距、净空、相邻地层用于屏蔽辐射
        • Camera AGND地
      • 板级屏蔽埋层、通孔
        • 板边轮廓孔（法拉第笼）：板边缘轮廓围绕一圈打地孔规范，（孔规格0.3/0.6mm、孔间距先定义为2.5mm（<λ/20波长： 3G=2.5mm 6G=1.25mm））
        • 表层孤立铜皮、大电流噪声源区域多余地铜皮净空
      • 接口区设计
        • 接口防护、滤波元件地孔规范
          • ESD、电容地焊盘最少一个就近地孔，孔规格0.3*0.6mm
        • 连接器接口部分的走线规范（RE&CE）
          • 避免有相邻电源层很近的走线、走线避免耦合进干扰信号
    • SI（耦合、串扰、辐射）
  • 软件-设计
    • 性能恢复、容错机智处理
  • EMC过程
• 关键信号
• 总线
• 非关键信号
• 可靠性设计