精华集粹【一】：PCB任意角度布线的巧思及优势
品慧电子讯PCB布线的方式一直在加速改进，灵活地布线方式也多了起来。众所周知，灵活地布线技术能够有效地缩短导线长度，释放更多的PCB空间。正因为传统的布线方式受到导向坐标固定以及缺少角度的限制，但是现在人们不断地改进和提高，布线的质量已经有了明显的提升。
任意角度布线的优势
任意角度布线有许多优势。首先，不使用线段间的角度可以节省PCB空间(多边形所占的空间总是要大于内切圆)。
传统的自动布线器在紧邻元件之间只能布3根线(见图1中的左边和中间)。而任意角度布线时的空间足以在相同路径上布4根线而不违反设计规则检查(DRC)，见图1右边。
图1：左边和中间的图：传统自动布线器在紧邻元件之间只能布3根线。右图：任意角度布线时的空间足以在相同路径上布4根线而不违反DRC。假设我们有一个正方式芯片，想把芯片引脚连接到另外两列引脚(见图2)。只使用90度夹角要占很大的面积(见图2顶部)。
图2：正方形芯片布线：(顶部)正交版图布线要求很大的面积；(中间)任意角度布线不仅有助于缩短导线长度，而且在确保满足所有要求的同时占用更小的面积；(底部)旋转芯片可以提供更好的效果，占用面积可以进一步缩小两倍以上。12下一页>
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使用任意角度布线可以缩短芯片和其它引脚之间的距离(图2中间)，同时减小占用面积。在本例中，面积从30cm2缩小到了23cm2。
任意角度旋转芯片还可以提供更好的效果。在本例中，面积从23 cm2缩小到了10 cm2(图2底部)。图3显示了一块真实的PCB。带旋转芯片功能的任意角度布线是这种电路板的唯一布线方法。这不仅是一个理论，也是得到实际应用的解决方案(有时是唯一可行的解决方案)。
图3：带旋转芯片功能的任意角度布线是给这种电路板布线的唯一方法。图4显示了一个简单PCB的例子。拓扑布线器结果如图4a所示，而基于最佳形状的自动布线器结果如图4b所示。图4c是实际PCB的照片。基于最佳形状的自动布线器无法完成这种电路板的布线，因为元件被旋转成任意角度放置。你需要更多的面积，如果不旋转元件，设备必须做得更大。
图4：PCB布线例子：(a)拓扑式自动布线器(完成了100%导线的布线)；(b)基于最佳形状的自动布线器(完成了56.3%的导线布线)；(c)实际PCB。电磁干扰(EMI)
如果没有并行导线段，版图性能将得到很大的提升，因为并行导线段经常是串扰的来源。随着并行导线长度的增长，串扰等级将呈线性增加。当并行导线之间的间距增加时，串扰则呈二次方减小。让我们把两条并行的1mm长导线在间距为d时所产生的串扰等级设为e。
如果导线段之间有个夹角，那么当这个夹角增加时，串扰等级将下降。这时的串扰不取决于导线长度，仅受限于夹角值：
其中α代表导线段之间的夹角。
图5：如何导线段之间有个夹角，那么串扰等级将随这个夹角的增加而减小(d：导线段之间的距离，α：导线段之间的夹角)。下面考虑三种导线布线方式。在图6中的左边(90度布局)，由于并行线段而存在最大的导线长度和最大的电磁干扰值。在图6的中间(45度布局)，导线长度和电磁干扰值都减小了。在图2的右边(任意角度)，导线长度最短，也没有并行的导线段，因此干扰值可以忽略不计。
图6：三种导线布线方式。因此任意角度布线有助于减小总的导线长度，并显著减少电磁干扰。另外你应该还记得对信号延时的影响吧(导线方向不应该并行，并且不应该垂直于PCB玻璃纤维方向)。
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