ডিজাইন করার আগে মাল্টিলেয়ার পিসিবি বোর্ড, ডিজাইনারকে প্রথমে সার্কিট স্কেল, সার্কিট বোর্ডের আকার এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সামঞ্জস্য (EMC) প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী ব্যবহৃত সার্কিট বোর্ডের কাঠামো নির্ধারণ করতে হবে, অর্থাৎ, সার্কিট বোর্ডের 4 স্তর, 6 স্তর বা আরও স্তর ব্যবহার করবেন কিনা তা নির্ধারণ করতে হবে। . স্তরের সংখ্যা নির্ধারণ করার পরে, অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক স্তরগুলি কোথায় স্থাপন করতে হবে এবং এই স্তরগুলিতে কীভাবে বিভিন্ন সংকেত বিতরণ করতে হবে তা নির্ধারণ করুন। এটি মাল্টিলেয়ার পিসিবি স্ট্যাক কাঠামোর পছন্দ।

স্তরিত গঠন একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ যা PCB বোর্ডের EMC কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে এবং এটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ দমন করার একটি গুরুত্বপূর্ণ উপায়ও। এই নিবন্ধটি মাল্টিলেয়ার পিসিবি বোর্ড স্ট্যাক কাঠামোর প্রাসঙ্গিক বিষয়বস্তু উপস্থাপন করে।

পাওয়ার, গ্রাউন্ড এবং সিগন্যাল স্তরের সংখ্যা নির্ধারণ করার পরে, তাদের আপেক্ষিক বিন্যাস এমন একটি বিষয় যা প্রতিটি পিসিবি প্রকৌশলী এড়াতে পারবেন না;

স্তর বিন্যাসের সাধারণ নীতি:

1. একটি মাল্টিলেয়ার পিসিবি বোর্ডের স্তরিত কাঠামো নির্ধারণ করতে, আরও কারণ বিবেচনা করা প্রয়োজন। ওয়্যারিং এর দৃষ্টিকোণ থেকে, আরও স্তর, তারের ভাল, কিন্তু বোর্ড উত্পাদন খরচ এবং অসুবিধাও বৃদ্ধি পাবে। নির্মাতাদের জন্য, পিসিবি বোর্ডগুলি তৈরি করার সময় স্তরিত কাঠামোটি প্রতিসম হয় বা না সেদিকে মনোযোগ দেওয়া দরকার, তাই স্তরের সংখ্যার পছন্দটি সর্বোত্তম ভারসাম্য অর্জনের জন্য সমস্ত দিকগুলির চাহিদা বিবেচনা করতে হবে। অভিজ্ঞ ডিজাইনারদের জন্য, উপাদানগুলির প্রাক-লেআউট সম্পূর্ণ করার পরে, তারা PCB ওয়্যারিং বটলনেকের বিশ্লেষণে ফোকাস করবে। সার্কিট বোর্ডের তারের ঘনত্ব বিশ্লেষণ করতে অন্যান্য EDA সরঞ্জামগুলির সাথে একত্রিত করুন; তারপরে সিগন্যাল স্তরের সংখ্যা নির্ধারণ করতে বিশেষ তারের প্রয়োজনীয়তা যেমন ডিফারেনশিয়াল লাইন, সংবেদনশীল সিগন্যাল লাইন ইত্যাদি সহ সংকেত লাইনের সংখ্যা এবং প্রকারগুলি সংশ্লেষিত করুন; তারপর পাওয়ার সাপ্লাই, বিচ্ছিন্নতা এবং বিরোধী হস্তক্ষেপের ধরন অনুযায়ী অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক স্তরের সংখ্যা নির্ধারণের প্রয়োজনীয়তা। এইভাবে, সম্পূর্ণ সার্কিট বোর্ডের স্তরের সংখ্যা মূলত নির্ধারিত হয়।

2. উপাদান পৃষ্ঠের নীচে (দ্বিতীয় স্তর) হল স্থল সমতল, যা ডিভাইস রক্ষাকারী স্তর এবং উপরের তারের জন্য রেফারেন্স সমতল প্রদান করে; সংবেদনশীল সিগন্যাল স্তরটি একটি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক স্তরের (অভ্যন্তরীণ শক্তি/ভূমি স্তর) সংলগ্ন হওয়া উচিত, বৃহৎ অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক স্তর কপার ফিল্মটি ব্যবহার করে সিগন্যাল স্তরের জন্য সুরক্ষা প্রদান করতে হবে। সার্কিটে উচ্চ-গতির সংকেত সংক্রমণ স্তরটি একটি সংকেত মধ্যবর্তী স্তর হওয়া উচিত এবং দুটি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক স্তরের মধ্যে স্যান্ডউইচ করা উচিত। এইভাবে, দুটি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক স্তরের কপার ফিল্ম উচ্চ-গতির সংকেত সংক্রমণের জন্য ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শিল্ডিং প্রদান করতে পারে এবং একই সময়ে, এটি কার্যকরভাবে দুটি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক স্তরগুলির মধ্যে উচ্চ-গতির সংকেতের বিকিরণকে সীমিত করতে পারে কারণ ছাড়াই। বাহ্যিক হস্তক্ষেপ।

3. সমস্ত সংকেত স্তর স্থল সমতল যতটা সম্ভব কাছাকাছি;

4. সরাসরি একে অপরের সংলগ্ন দুটি সংকেত স্তর এড়াতে চেষ্টা করুন; সংলগ্ন সিগন্যাল স্তরগুলির মধ্যে ক্রসস্টাল চালু করা সহজ, যার ফলে সার্কিট ফাংশন ব্যর্থ হয়। দুটি সংকেত স্তরের মধ্যে একটি স্থল সমতল যোগ করা কার্যকরভাবে ক্রসস্ট্যাক এড়াতে পারে।

5. মূল শক্তির উত্সটি যতটা সম্ভব তার অনুরূপভাবে কাছাকাছি;

6. স্তরিত কাঠামোর প্রতিসাম্য বিবেচনা করুন।

7. মাদারবোর্ডের লেয়ার লেআউটের জন্য, বিদ্যমান মাদারবোর্ডের জন্য সমান্তরাল দূর-দূরত্বের ওয়্যারিং নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন। 50MHZ-এর উপরে বোর্ড-স্তরের অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সির জন্য (50MHZ নীচের পরিস্থিতি পড়ুন, অনুগ্রহ করে যথাযথভাবে শিথিল করুন), নীতিটি সাজানোর পরামর্শ দেওয়া হচ্ছে:

উপাদান পৃষ্ঠ এবং ঢালাই পৃষ্ঠ একটি সম্পূর্ণ স্থল সমতল (ঢাল); কোন সংলগ্ন সমান্তরাল তারের স্তর নেই; সমস্ত সংকেত স্তর স্থল সমতল যতটা সম্ভব কাছাকাছি;

মূল সংকেতটি মাটির সংলগ্ন এবং পার্টিশন অতিক্রম করে না।

দ্রষ্টব্য: নির্দিষ্ট PCB স্তরগুলি সেট আপ করার সময়, উপরের নীতিগুলি নমনীয়ভাবে আয়ত্ত করা উচিত। উপরের নীতিগুলি বোঝার উপর ভিত্তি করে, একক বোর্ডের প্রকৃত প্রয়োজনীয়তা অনুসারে, যেমন: একটি কী তারের স্তর, পাওয়ার সাপ্লাই, গ্রাউন্ড প্লেন ডিভিশন প্রয়োজন কিনা ইত্যাদি। , স্তরগুলির বিন্যাস নির্ধারণ করুন এবং ‘ শুধু ভোঁতাভাবে অনুলিপি করবেন না, বা এটি ধরে রাখুন।

8. একাধিক গ্রাউন্ডেড অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক স্তরগুলি কার্যকরভাবে স্থল প্রতিবন্ধকতা কমাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, A সংকেত স্তর এবং B সংকেত স্তর পৃথক স্থল সমতল ব্যবহার করে, যা কার্যকরভাবে সাধারণ মোড হস্তক্ষেপ কমাতে পারে।

সাধারণত ব্যবহৃত স্তরযুক্ত কাঠামো: 4-স্তর বোর্ড

বিভিন্ন স্তরিত কাঠামোর বিন্যাস এবং সংমিশ্রণ কীভাবে অপ্টিমাইজ করা যায় তা বোঝাতে নিম্নলিখিতটি 4-স্তর বোর্ডের একটি উদাহরণ ব্যবহার করে।

সাধারণত ব্যবহৃত 4-স্তর বোর্ডগুলির জন্য, নিম্নলিখিত স্ট্যাকিং পদ্ধতি রয়েছে (উপর থেকে নীচে)।

(1) Siganl_1 (শীর্ষ), GND (Inner_1), POWER (Inner_2), Siganl_2 (নীচ)।

(2) Siganl_1 (শীর্ষ), POWER (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (নীচ)।

(3) POWER (শীর্ষ), Siganl_1 (Inner_1), GND (Inner_2), Siganl_2 (নীচ)।

স্পষ্টতই, বিকল্প 3-এ পাওয়ার লেয়ার এবং গ্রাউন্ড লেয়ারের মধ্যে কার্যকর সংযোগের অভাব রয়েছে এবং এটি গ্রহণ করা উচিত নয়।

তাহলে কিভাবে বিকল্প 1 এবং 2 নির্বাচন করা উচিত?

সাধারণ পরিস্থিতিতে, ডিজাইনাররা 1-স্তর বোর্ডের কাঠামো হিসাবে বিকল্প 4 বেছে নেবেন। পছন্দের কারণ এই নয় যে বিকল্প 2 গ্রহণ করা যাবে না, তবে সাধারণ PCB বোর্ড শুধুমাত্র উপরের স্তরে উপাদানগুলি রাখে, তাই বিকল্প 1 গ্রহণ করা আরও উপযুক্ত।

কিন্তু যখন উপাদানগুলি উপরের এবং নীচের উভয় স্তরে স্থাপন করা প্রয়োজন, এবং অভ্যন্তরীণ শক্তি স্তর এবং স্থল স্তরের মধ্যে অস্তরক বেধ বড় এবং সংযোগটি দুর্বল, তখন কোন স্তরটিতে কম সংকেত লাইন রয়েছে তা বিবেচনা করা প্রয়োজন। বিকল্প 1-এর জন্য, নীচের স্তরে কম সংকেত লাইন রয়েছে, এবং একটি বড়-ক্ষেত্রের তামার ফিল্ম পাওয়ার স্তরের সাথে জোড়া ব্যবহার করা যেতে পারে; বিপরীতভাবে, যদি উপাদানগুলি প্রধানত নীচের স্তরে সাজানো থাকে, তাহলে বোর্ড তৈরি করতে বিকল্প 2 ব্যবহার করা উচিত।

একটি স্তরিত কাঠামো গৃহীত হলে, পাওয়ার স্তর এবং স্থল স্তর ইতিমধ্যেই মিলিত হয়। প্রতিসাম্যের প্রয়োজনীয়তা বিবেচনা করে, স্কিম 1 সাধারণত গৃহীত হয়।

6-স্তর বোর্ড

4-স্তর বোর্ডের স্তরিত কাঠামোর বিশ্লেষণ সম্পূর্ণ করার পরে, 6-স্তর বোর্ডের বিন্যাস এবং সংমিশ্রণ এবং পছন্দের পদ্ধতিটি ব্যাখ্যা করতে নিম্নলিখিতটি 6-স্তর বোর্ডের সংমিশ্রণের একটি উদাহরণ ব্যবহার করে।

(1) Siganl_1 (Top), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), Siganl_3 (Inner_3), power (Inner_4), Siganl_4 (নীচ)।

সমাধান 1 4টি সিগন্যাল স্তর এবং 2টি অভ্যন্তরীণ শক্তি/স্থল স্তর ব্যবহার করে, আরও সংকেত স্তর সহ, যা উপাদানগুলির মধ্যে তারের কাজ করার জন্য সহায়ক, তবে এই সমাধানের ত্রুটিগুলি আরও স্পষ্ট, যা নিম্নলিখিত দুটি দিকগুলিতে প্রকাশিত হয়েছে:

① পাওয়ার প্লেন এবং গ্রাউন্ড প্লেন অনেক দূরে, এবং তারা পর্যাপ্তভাবে মিলিত নয়।

② সিগন্যাল স্তর Siganl_2 (Inner_2) এবং Siganl_3 (Inner_3) সরাসরি সংলগ্ন, তাই সংকেত বিচ্ছিন্নতা ভাল নয় এবং ক্রসস্ট্যাক ঘটতে পারে।

(2) Siganl_1 (শীর্ষ), Siganl_2 (Inner_1), POWER (Inner_2), GND (Inner_3), Siganl_3 (Inner_4), Siganl_4 (নীচ)।

স্কিম 2 স্কিম 1 এর সাথে তুলনা করলে, পাওয়ার লেয়ার এবং গ্রাউন্ড প্লেন সম্পূর্ণরূপে মিলিত, যার স্কিম 1 এর তুলনায় কিছু সুবিধা রয়েছে, কিন্তু

Siganl_1 (Top) এবং Siganl_2 (Inner_1) এবং Siganl_3 (Inner_4) এবং Siganl_4 (নীচ) সিগন্যাল স্তরগুলি একে অপরের সাথে সরাসরি সংলগ্ন। সংকেত বিচ্ছিন্নতা ভাল নয়, এবং ক্রসস্ট্যাকের সমস্যার সমাধান হয় না।

(3) Siganl_1 (শীর্ষ), GND (Inner_1), Siganl_2 (Inner_2), POWER (Inner_3), GND (Inner_4), Siganl_3 (নীচ)।

স্কিম 1 এবং স্কিম 2 এর তুলনায়, স্কিম 3-এ একটি কম সিগন্যাল স্তর এবং আরও একটি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক স্তর রয়েছে। যদিও তারের জন্য উপলব্ধ স্তরগুলি হ্রাস করা হয়েছে, এই স্কিমটি স্কিম 1 এবং স্কিম 2 এর সাধারণ ত্রুটিগুলি সমাধান করে৷

① পাওয়ার প্লেন এবং গ্রাউন্ড প্লেন শক্তভাবে সংযুক্ত।

② প্রতিটি সংকেত স্তর অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক স্তরের সাথে সরাসরি সংলগ্ন, এবং কার্যকরভাবে অন্যান্য সংকেত স্তর থেকে বিচ্ছিন্ন, এবং ক্রসস্ট্যাক ঘটতে সহজ নয়।

③ Siganl_2 (Inner_2) দুটি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক স্তর GND (Inner_1) এবং POWER (Inner_3) সংলগ্ন, যা উচ্চ-গতির সংকেত প্রেরণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। দুটি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক স্তর বাইরের জগত থেকে Siganl_2 (Inner_2) স্তরে এবং Siganl_2 (Inner_2) থেকে বহির্বিশ্বে হস্তক্ষেপকে কার্যকরভাবে রক্ষা করতে পারে।

সমস্ত দিক থেকে, স্কিম 3 স্পষ্টতই সবচেয়ে অপ্টিমাইজ করা হয়েছে। একই সময়ে, স্কিম 3 হল 6-স্তর বোর্ডের জন্য একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত স্তরিত কাঠামো। উপরের দুটি উদাহরণের বিশ্লেষণের মাধ্যমে, আমি বিশ্বাস করি যে পাঠকের ক্যাসকেডিং কাঠামোর একটি নির্দিষ্ট ধারণা রয়েছে, তবে কিছু ক্ষেত্রে, একটি নির্দিষ্ট স্কিম সমস্ত প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না, যার জন্য বিভিন্ন নকশা নীতির অগ্রাধিকার বিবেচনা করা প্রয়োজন। দুর্ভাগ্যবশত, সার্কিট বোর্ড লেয়ার ডিজাইন প্রকৃত সার্কিটের বৈশিষ্ট্যের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত হওয়ার কারণে, বিভিন্ন সার্কিটের অ্যান্টি-হস্তক্ষেপ কর্মক্ষমতা এবং ডিজাইনের ফোকাস ভিন্ন, তাই প্রকৃতপক্ষে এই নীতিগুলির রেফারেন্সের জন্য কোন নির্ধারিত অগ্রাধিকার নেই। তবে যা নিশ্চিত তা হল ডিজাইনের নীতি 2 (অভ্যন্তরীণ শক্তি স্তর এবং স্থল স্তরটি শক্তভাবে মিলিত হওয়া উচিত) ডিজাইনে প্রথমে পূরণ করা প্রয়োজন, এবং যদি সার্কিটে উচ্চ-গতির সংকেত প্রেরণের প্রয়োজন হয় তবে নকশা নীতি 3 (সার্কিটে উচ্চ-গতির সংকেত সংক্রমণ স্তর) এটি সংকেত মধ্যবর্তী স্তর হওয়া উচিত এবং দুটি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক স্তরগুলির মধ্যে স্যান্ডউইচ করা উচিত) সন্তুষ্ট হতে হবে।

10-স্তর বোর্ড

PCB সাধারণ 10-স্তর বোর্ড নকশা

সাধারণ ওয়্যারিং সিকোয়েন্স হল টপ-জিএনডি-সিগন্যাল লেয়ার-পাওয়ার লেয়ার-জিএনডি-সিগন্যাল লেয়ার-পাওয়ার লেয়ার-সিগন্যাল লেয়ার-জিএনডি-বোটম

ওয়্যারিং ক্রম নিজেই অগত্যা স্থির নয়, তবে এটিকে সীমাবদ্ধ করার জন্য কিছু মান এবং নীতি রয়েছে: উদাহরণস্বরূপ, উপরের স্তর এবং নীচের স্তরের সন্নিহিত স্তরগুলি একক বোর্ডের EMC বৈশিষ্ট্যগুলি নিশ্চিত করতে GND ব্যবহার করে; উদাহরণস্বরূপ, প্রতিটি সংকেত স্তর বিশেষভাবে একটি রেফারেন্স প্লেন হিসাবে GND স্তর ব্যবহার করে; পুরো একক বোর্ডে ব্যবহৃত পাওয়ার সাপ্লাই পছন্দেরভাবে তামার পুরো টুকরোতে রাখা হয়; সংবেদনশীল, উচ্চ-গতি, এবং লাফের ভিতরের স্তর বরাবর যেতে পছন্দ করে, ইত্যাদি।