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主板的走线和布局设计详解

发布时间:2018-11-28     点击量:17

对于一块主板而言,除了应在零部件用料(如采用优质电容、三相电源线路等)方面下功夫外,主板的走线和布局设计也是非常重要的。由于主板走线和布局设计的形式很多,技术性非常强,因此这也是优质主板与劣质主板的一大分别。但是,如何才能分辩出一块主板设计得好坏与否呢?下面,我们来简单分析一下。 

一、解读主板的走线设计

1、时钟线等长概念 

在一块主板上,从北桥芯片到CPU、内存、AGP插槽的距离应该相等,这是主板设计的基本要求,即所谓的“时钟线等长”概念。作为CPU与内存连接桥梁的北桥芯片,在布局上是很有讲究的。例如,部分有开发实力的主板厂商,就在北桥芯片的安排布局上采用旋转45度的巧妙设计,不但缩短了北桥芯片与CPU、内存插槽及AGP插槽之间的走线长度,而且更能使时钟线等长。 

2、蛇行走线的误区 

蛇行线是一种电脑主板上常见的走线形式,玩过诺基亚手机游戏《贪食蛇》的人应该不会陌生。主板上的走线设计是一门专业学问,有人认为蛇行线越多就说明有越高的设计水平,这个观点是错误的。 

其实,在一块主板上采用蛇行线的原因有两个: 

一是为了保证走线线路的等长。因为像CPU到北桥芯片的时钟线,它不同于普通家电的电路板线路,在这些线路上以100MHz左右的频率高速运行的信号,对线路的长度十分敏感。不等长的时钟线路会引起信号的不同步,继而造成系统不稳定。故此,某些线路必须以弯曲的方式走线来调节长度。 

另一个使用蛇行线的常见原因为了尽可能减少电磁辐射(EMI)对主板其余部件和人体的影响。因为高速而单调的数字信号会干扰主板中各种零件的正常工作。通常,主板厂商抑制EMI的一种简便方法就是设计蛇形线,尽可能多地消化吸收辐射。但是,我们也应该看到,虽然采用蛇行线有上面这些好处,也并不是说在设计主板走线时使用的蛇行线越多越好。因为过多过密的主板走线会造成主板布局的疏密不均,会对主板的质量有一定的影响。好的走线应使主板上各部分线路密度差别不大,并且要尽可能均匀分布,否则很容易造成主板的不稳定。 

3、忌用“飞线”主板 

判断一块主板走线的好坏,还可以从走线的转弯角度看出来。好的主板布线应该比较均匀整齐,走线转弯角度不应小于135度。因为转弯角度过小的走线在高频电路中相当于电感元件,会对其它设备产生干扰。 

而某些设计水平很差的主板厂商在设计走线时,由于技术实力原因往往会导致最后的成品有缺陷。此时,便采取人工修补的方法来解决问题,这种因设计不合理而出现的导线,称之为“飞线”(图2)。如果一块主板上有飞线,就证明该主板的走线设计有一些问题。 

二、解读主板的布局设计 

主板的布局主要是从板上各部件(如集成电路芯片、电阻、电容、插槽等)的位置安排,以及线路走线来体现的。好的主板在行家的眼里看起来,几乎就是一件精美的艺术品。

通常,芯片组厂商在向主板厂商供货时会提供芯片组的设计指南(CHIPSET DESIGN GUIDE)。同时,一般还会有基于标准的样板,即所谓的“工程板,公板”。主板大厂商一般都按照标准板的设计,做出符合官方芯片组所提供技术标准的主板,这样的产品质量有保障,但是价格较高。反之,某些中小厂商往往为了均衡成本与功能的关系,对主板结构布局大肆修改,这些产品的质量可谓良莠不齐。 

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