基于AMD CPU的高速电路板设计

摘要

近年来，电子元器件飞速发展，数字电路被广泛应用，电子整机向轻量化、小型化、多功能、高速度、高可靠方向迅速发展。计算机和各类电子设备的运行速度越来越快，高速电路在电子设备中的应用日趋广泛。数字化、高速度的电子设备已成为信息化时代重要的物质和技术基础。电子设备的数字化和高速度，要求电路在极高的频率、器件在极高的开关速度下工作，电路的特性、电路板特性以及元器件的特性与一般的中低频电路有很大区别。
　　 高速电路板的基材、布局、布线和电磁兼容等问题都会对电路的特性和信号完整性带来影响。高速电路板的设计必须根据高速特性和电路要求，认真分析高速信号在电路板上的传输特性，充分考虑信号完整性和电磁兼容性等问题，做好布局、布线以及敷铜工作，经反复优化才能取得较好的设计结果。
　　 本论文的主要工作包括以下几个方面:
　　 1.研究高速电路设计领域信号完整性理论，重点研究传输线理论和去耦电容、过孔对高速电路信号完整性带来的影响。
　　 2.设计基于AMD CPU的嵌入式终端高速电路板原理图，主要负责CPU模块、DDR3 SDRAM模块和VGA模块三部分的原理图设计工作。
　　 3.研究Allegro软件中约束管理器使用方法与技巧，并对高速信号约束规则结合信号完整性理论深入理解与分析。
　　 4.通过在约束管理器中设置约束规则指导PCB布局布线。针对某信号线设置线与线、线与过孔、线与引脚等间距规则，最小线宽、线宽、过孔类型等物理规则，线总长度、线与线间相对长度差等线长控制规则指导该信号线在PCB上的走线。
　　 本论文在“基于AMD CPU的嵌入式终端设计”项目基础上，完成了基于AMDCPU的高速电路板设计工作，全程以信号完整性理论作为指导。目前已成功制板并贴片，设备尚处于BIOS开发及调试中。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 高速PCB设计流程

1．3 高速PCB设计基本规则

1．4 论文的组织结构

第二章 信号完整性分析

2．1 传输线效应

2．2 去耦电容

2．3 过孔对信号传输的影响

第三章 基于AMD CPU的嵌入式终端概况

3．1 终端设计原则

3．2 终端设计特点

3．3 硬件设备概述

3．4 硬件模块划分

3．4．1 中央处理器AMD APU

3．4．2 主板芯片组AMD Chipset M55E

3．4．3 内存DDR3 SDRAM

3．4．4 硬盘及其接口

3．4．5 声卡控制芯片

3．4．6 网卡控制芯片

3．4．7 电源模块

3．4．8 其他外围接口

3．5 终端产品标准与规范

3．5．1 物理安全

3．5．2 运行安全

3．5．3 信息安全

3．5．4 环境需求

第四章 电路板原理图设计

4．1 CPU模块原理图设计

4．1．1 管脚信息描述

4．1．2 电气连接

4．2 DDR3 SDRAM模块原理图设计

4．3 VGA模块原理图设计

4．4 PCB设计预处理

第五章 PCB布局和约束驱动布线

5．1 建立PCB

5．2 导入网络表并布局元器件

5．3 约束规则设置

5．3．1 一般情况下的约束

5．3．2 APU时钟信号约束

5．3．3 APU与DDR3之间走线约束

5．3．4 APU与VGA接口之间走线约束

5．3．5 间距规则设置

5．3．6 物理规则设置

5．4 约束驱动布线

5．4．1 扇出布线

5．4．2 差分对布线

5．4．3 线长控制

5．5 敷铜

第六章 后处理

6．1 文字面处理

6．2 底片处理

第七章 总结与展望

参考文献

致谢

学位期间申请的专利和参加的项目