Hallo zusammen,
der Schaltplan ist fertig und jetzt geht es ans Layouten.
In meiner Schaltung ist ein STM32F7 mit 216MHz und ein paar 74er ICs,
selbsverstaendlich Kondensatoren und Wiederstaende. Kein Schaltregler,
kein SDRAM, kein Externer Flash. Alles brav. Aber 3 SPIs mit 2,5MHz
Clock und USB. Meine Frage muss ich ein 4 Layer Platine erstellen oder
reicht es eine 2 Layer.
Hat jemand schon Erfahrung mit Leistungsfaehigen uC und 2 Layer
Platinen.
Danke fuer Eure Hilfe.
Gruss
Baric
Baric schrieb:> Hallo zusammen,> der Schaltplan ist fertig und jetzt geht es ans Layouten.> In meiner Schaltung ist ein STM32F7 mit 216MHz
Ganz ordentlich, aber der hohe Takt bleibt ja im IC.
> und ein paar 74er ICs,> selbsverstaendlich Kondensatoren
Hoffentlich an der richtigen Stelle.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Kondensator#Entkoppelkondensator> und Wiederstaende. Kein Schaltregler,> kein SDRAM, kein Externer Flash. Alles brav. Aber 3 SPIs mit 2,5MHz> Clock
Läppisch.
> und USB.
Welches? Full Speed mit 12 Mbit/s oder High Speed mit 480Mbit/s?
Full Speed ist nicht soo kritisch, das kriegt man auch ohne perfekte
Impedanzen hin, wenn die Leitungen nich zu lang zu zu vermurkst sind.
> Meine Frage muss ich ein 4 Layer Platine erstellen oder> reicht es eine 2 Layer.
Wenn man es richtig macht und die leicht sportliche Herausforderung
sucht, geht das. Mit 4 Lagen ist es einfach.
Baric schrieb:> Aber 3 SPIs mit 2,5MHz> Clock und USB
Dann positioniert man so, dass die Wege zum USB-Stecker so kurz wie
möglich sind, der Rest ist unkritisch. Kommt man mit 2 Lagen nicht klar,
nimmet man eben 4 - aber das ist durchaus auch eine Frage von Können und
Erfahrung, daher kann man nicht pauschal sagen ein bestimmter Prozessor
braucht x Lagen.
Georg
Mit 4 Lagen bist Du beim Layouten schneller, die Platinen sind dafür
hinterher ein Tick teurer und die EMV ist meist besser.
Bei 2 Lagen brauchst Du mehr Zeit fürs Layouten, dafür sind die Platinen
hinterher billiger.
Wobei sich bei den Preisen für 4-Lagige Platinen in den letzten Jahren
einiges getan hat, selbst die Prototypenplatinen sind mittlerweile auch
gut bezahlbar geworden. Erst wenn man Extras wie individueller
Lagenaufbau, Impedanzkontrolle, Buried/Blind-Vias, Via-in-Pad,...
möchte, wird es knackig teuer wie eh und je.
Danke sehr fuer die schnellen Antworten und die wertvollen tipps.
-Sorry Widerstaende satt Wiederstaende.
-ja die meisten Kondensatoren sind Entkoppelkondensatoren und 4 Stueck
als Siebkondensatoren
- USB Full speed kein High speed. Danke fuer den Hinweis. Ganz kurze
Leitungen. Ich werde TVS Dioden und over current protection IC
verwenden.
- Da ich keine Layout-Erfahrung hab, dachte ich 4 Layer wird
komplizierter als 2 Layer. Vielen Dank.
Also dann werde ich ein 4 Layout anfangen. Bei JLCPCB kosten 10 Stueck
gerade mal 30 Euros.
Gruss
Hallo Baric,
ich komme in der Regel mit zwei Lagen aus. Ich nehme mir viel Zeit für
das Platzieren der Bauteile. Anhand der Gummileitungen sehe ich schon ob
die Anordnung günstig ist. Gibt es viele Kreuzungen, dann kann eine
andere Anordnung besser sein. Bei Bussen kann es zu Kreuzungen kommen,
die sich beim Routen wieder auflösen.
@ALL
Gibt es hier eigentlich ein Artikel zum Routen von Leiterbahnen =>
Busbelastung, Ruflektion etc?
VG
Jörg
@Joerg B.
Danke.
zum Glueck hab ich keine Bus/Anbindungen. kein SDRAM kein Flash.
Mal sehen nach der Plazierung wie leicht oder schwierig dies zu
layouten.
Gruss
Wenn das ein Bastelprojekt ist und EMV nicht so kritisch, würde ich auf
jeden Fall 2 Layer nehmen, ist einfacher und günstiger zu kriegen und
auch leichter nachzuarbeiten, falls das nötig sein sollte. Hier ist von
deiner Beschreibung her absolut nichts, was 4 Layer bräuchte.
Versuch doch erstmal 2 Lagen. Es wird eh ein Redesign geben. Wenn das
schon mal klappt wird es i.a. mit 4 Lagen meist besser. Bei den heutigen
Preisen dafür, dürfte das egal sein. Alles was analog ist, wird meist
durch eine durchgehende GND Lage besser. Viel Spaß dabei.
Vielen Dank an Alle. Ihr habt mir sehr geholfen. Tolles Forum. Daumen
hoch!
Ich fang an mit 4 Layern. Jetzt ersmal die Bauteile Platzieren und am
Wochende hoffentlich geht es an Layouten.
Gruß
Baric schrieb:> Vielen Dank an Alle. Ihr habt mir sehr geholfen. Tolles Forum.> Daumen> hoch!> Ich fang an mit 4 Layern. Jetzt ersmal die Bauteile Platzieren und am> Wochende hoffentlich geht es an Layouten.> Gruß
Mich würde Dein Ergebnis interessieren :-)
Baric schrieb:> der Schaltplan ist fertig und jetzt geht es ans Layouten.Baric schrieb:> Da ich keine Layout-Erfahrung hab, dachte ich 4 Layer wird> komplizierter als 2 Layer.
Hast du denn wenigstens den allgemeinen Umgang mit deiner EDA-Software
gelernt?
W.S.
Wieder zurück.
Hat jemand Links zu einem Video, youtube, homepage oder eine Anleitung
wie man 4 Layer in Eagle routet? 2 Layer gibt es wie Sand am Meer ;-).
Aus dem Buch "Leiterplatendesign mit eagle 7" ist nicht viel zu sehen
was multilayer layouten angeht.
die Einstellungen für 4 Layer sind gemacht: signal-layer + gnd-layer +
vcc-layer + signal-layer. NB: ich habe 3 Versogunsspannungen habe (24V,
5V, und 3.3V).
Bin für jede Hilfe Dankbar.
Gruß
Baric schrieb:> Wieder zurück.> Hat jemand Links zu einem Video, youtube, homepage oder eine Anleitung> wie man 4 Layer in Eagle routet?
Nahezu wie 2 Lagen, nur einfacher.
> die Einstellungen für 4 Layer sind gemacht: signal-layer + gnd-layer +> vcc-layer + signal-layer.
Sowas schreib man eher so, denn da sieht man den Aufbau.
Signal
GND
VCC
Signal
> NB: ich habe 3 Versogunsspannungen habe (24V,> 5V, und 3.3V).
Kein Thema, die packt man alle auf VCC, denn so viel braucht man da
nicht. Im Zweifelsfall kann man dort auch Signale langziehen, wenn es
auf den Außenlagen eng werden sollte.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Richtiges_Designen_von_Platinenlayouts#Vorgehen_bei_der_Layouterstellung
Danke für die Schnellte Antwort.
d.h. einfach die Leiterbahnen ziehen bis ich stosse auf gnd, 5v und 24V
und eagle erledigt den Rest selbst? platziert er die Vias möglich nach
an die SMD, bzw. THT -Anschlüsse automatisch?
aus dem Link verstehe ich das richtig: ich soll 3 Polygone für 24V, 5V
und 3,3V erstellen und jeweils umbennenen/Verbinden?.
Darf man auf die Versorgungslayer routen? Z.B. Verbindungen zu anderen
Bauteilen?
Gruß
Baric schrieb:> Danke für die Schnellte Antwort.> d.h. einfach die Leiterbahnen ziehen bis ich stosse auf gnd, 5v und 24V> und eagle erledigt den Rest selbst?> platziert er die Vias möglich nach> an die SMD, bzw. THT -Anschlüsse automatisch?
Nein, das muss du schon selber machen. Den Autorouter sollte man eher
vergessen.
> aus dem Link verstehe ich das richtig: ich soll 3 Polygone für 24V, 5V> und 3,3V erstellen und jeweils umbennenen/Verbinden?.
Naja, wenn viele Bauteile eine Versorgung brauchen, nimmt man ein
Polygon. Wenn es nur wenige sind, reichen ein paar Leitungen.
> Darf man auf die Versorgungslayer routen?
Ja. Aber nur, wenn die Signallayer nichts mehr hergeben. Zumindest die
Masselage sollte man heilig halten und NICHT mit Leiterbahnen
zerstückeln.
Danke für die wertvollen tipps.
Die Bedienung der Eagle-Software ist eine Sache aber das Know-How oder
besser gesagt die Kunst des Layouten -bei Multilayer PCB- finde ich
nirgendwo niedergeschrieben bzw. in Vidoe-Tutorials zusammengefasst.
Schulungen sind leider teur, zuuu teuer > 1000 Euros.
Gibt es Bücher oder ähnliches zu diesem Thema zu empfehlen?
Gibt es so eine Art Explosionsdarstellung in Eagle. Ich meine alle Layer
und Bauteile auf einander geschichtet so dass man einen Überblick hat
und vor allem zu verstehen wie die Leiterplatte aufgebaut wird.
Danke
Gruß
Baric schrieb:> Gibt es Bücher oder ähnliches zu diesem Thema zu empfehlen?
Ja da gibt es jede Menge, gleich mit einem 4 Lagen Design anzufangen
kann man sich aber schlecht anlesen.
Bei dir sind die 4 Lagen aber sehr unkritisch. 12 / 2,5 Mhz ist
layouttechnisch fast Gleichstrom.
Mach einfach 2 Projekte draus:
1. die Signale auf den Außenlagen
2. Power innen.
Bevor du 1. anfängst blendest du einfach die Power und GND Verbindungen
aus. Wie das geht steht in der Hilfe für Ratsnest.
Dann kannst du nach den überall vorhandenen Guidelines arbeiten.
Jörg B. schrieb:> Gibt es hier eigentlich ein Artikel zum Routen von Leiterbahnen =>> Busbelastung, Ruflektion etc?
Ob es das hier gibt weiß ich nicht aber es haben mal Leute nachgemessen
(auch ob rechtwinklige oder schräge Knickwinkel). Unter 1 Ghz kaum
Unterschiede messbar. EMV (Ein- und Abstrahlung) ist natürlich ein
anderes Kapitel.
Was ich auf jeden Fall machen würde ist ein paar 0 Ohm Widerstände in
Reihe in die SPI Leitungen und die Versorgung zu legen . Auch ein paar
unbestückte "Angstkondensatoren" schaden nie. Dann kannst du Zweifel
Störungen bekämpfen in dem du da Widerstände Spulen etc. einlötest.
HyperMario schrieb:> Auch ein paar> unbestückte "Angstkondensatoren" schaden nie.
Am besten eine Tüte mit 100 Stück an die Platine kleben :-(
Für den Anfang scheint das Vorhaben recht ungeeignet zu sein. Ein F7 mit
recht hoher Taktfrequenz möchte gut abgeblockt sein.
Wenn 4 Lagen verwendet werden sollen, gehört auf die Innenlagen zum
einen GND und zum anderen +3.3 für den Controller. Nachdem die ICs und
dann die übrigen Bauteile sinnvoll angeordnet sind, werden zunächst die
GND und +3.3 Anschlüsse des Controllers mit Durchkontaktierungen
zusammen mit den Abblock-Cs verdrahtet. Danach folgt der Schwingquarz
recht nahe an den Controller. Das ist das Wichtigste.
Danach kommen die +5V und +24V Leitungen in passender Breite.
Abschließend die Signalleitungen, wobei man darauf achten muß, die
Oberseite BS vorrangig horizontal und die Unterseite LS vorrangig
vertikal zu routen. (anders herum geht natürlich auch)
Aber:
Für den Anfang scheint das Vorhaben recht ungeeignet zu sein.
Vielleicht kannst Du Deinen Schaltplan mal als .pdf zeigen.
Wenn Geld keine Rolle spielt: Auf jeden Fall 4-lagig!
Das Problem des routens, die Versorgung und eventuelle EMV-Probleme
verschwinden fast von selbst.
Aber aus Sicht Deiner Angaben würde ich sagen: Kein Grund für 4 Lagen!
Sogar Bestückungsautomaten können Drahtbrücken verlegen. Klar, für den
Puristen sehen diese nicht so toll aus, aber Jemand, der auf's Geld
achtet, hat damit bestimmt keine Probleme.
Wenn gerade bei solch kleinen Stückzahlen die Kosten kaum eine Rolle
spielen, liegt man mit vier Lagen auf der sicheren Seite und vermeidet
mögliche EMV-Probleme, siehe auch:
https://www.youtube.com/watch?v=crs_QLuUTyQ
Auch das Layouten selbst geht wesentlich einfacher, wenn man nicht
ständig darauf achten muss, dass die Versorgungsspannungen, insbesondere
GND, ordentlich angebunden sind.
Und jetzt folgt das große ABER:
1. Bei Multilayern kann man nicht so einfach Korrekturen vornehmen wie
bei ein- oder zweiseitigen Leiterplatten. Bei letzteren kratzt man
einfach an der Leiterbahn und verdrahtet neu. Bei bedrahteten Bauteilen,
die an einer Innenlage angeschlossen sind, z.B. Relais, kann das
ziemlich ärgerlich sein. Ggf. muss man dann die Kupferhülse vorsichtig
ausbohren und hoffen, dass man keinen Kurzschluss zwischen Innenlagen
produziert.
2. Viele Anfänger vergessen Montagebohrungen, z.B. um die Leiterplatte
im Gehäuse oder Kühlkörper auf der Leiterplatte zu befestigen. Bei
einfachen Leiterplatten ist das kein Problem, denn dann bohrt man die
Löcher einfach nachträglich hinein. Bei Multilayern mit durchgängigen
Kupferlagen besteht aber immer die Gefahr, beim Bohren einen Kupferspan
in den Rand des Bohrlochs hineinzudrücken und dadurch einen Kurzschluss
zu verursachen. Und wenn man ein kurzschlussfreies Loch hat, darf man
natürlich nur Kunststoffschrauben oder Metallschrauben mit
Isoliernippeln (wie für TO-3 o.ä.) verwenden.
3. Selbiges gilt auch für fehlplatzierte Anschlüsse oder unterschätzte
Drahtdurchmesser bei bedrahteten Bauteilen.
4. Das Problem mit Kurzschlüssen durch Kupferspäne hat man natürlich
auch am Leiterplattenrand, wenn man die Leiterplatte nachträglich
zurechtschneiden oder -feilen muss. Vor einiger Zeit musste ich das bei
einer elflagigen Leiterplatte machen, d.h. ein Stückchen herausfeilen.
Natürlich kontrollierte nicht nur ich, sondern auch ein Techniker meines
Kunden, ob dort Späne ins Kupfer gedrückt waren. Es war nichts zu sehen,
aber war ein Kurzschluss mittels Durchgangspiepser festzustellen.
Daraufhin beschloss ich, mittels Labornetzteil den Kurzschluss
vorsichtig wegzubrennen. Interessanterweise tat sich bei 1-2 A noch gar
nichts. Bei 5 A gab es ein Blitz und unter dem Mikroskop konnte man am
Leiterplattenrand eine winzige schwarze Stelle erkennen. Bei dieser
Dickkupferleiterplatte muss die Wärmeleitung so gut gewesen sein, dass
selbst ein winziger Kupferspan mehrere Ampere aushielt.
