《硬件设计规范》一点点心得，希望能帮助到有需要的人

以下是本人在实验室做课题期间总结的一些硬件设计规范，希望大家都可以在这里交流一下

（一）贴片封装命名规范
1. 贴片封装的命名规则：
电阻 SMD贴片电阻命名方法为：封装+R
如：1812R表示封装大小为1812的电阻封装
电容 无极性电容和钽电容命名方法为：封装+C
如：6032C表示封装为6032的电容封装
封装库元件命名
多引脚集成电路芯片封装SOIC、SOP、TSOP在AD7.1元器件封装库中的命名含义。
例如：SOIC库分为L、M、N三种。
L、M、N --代表芯片去除引脚后的片身宽度，即芯片两相对引脚焊盘的最小宽度。其中L宽度最大，N次之，M最小。
--这里选择名称为SOIC_127_M的一组封装为例，选择改组中名为SOIC127P600-8M的封装。
其中，127P --代表同一排相邻引脚间距为1.27mm；
600 --代表芯片两相对引脚焊盘的最大宽度为6.00mm；
-8 --代表芯片共有8只引脚。
对于不同元器件但是其封装相同时，PCB封装可以共用，其TYPE命名为各自元器件名即可。
2. PCB元器件库的要求
（1） PCB板上所使用的元器件的封装必须正确，包括元器件引脚的大小尺寸、引脚的间距、引脚的编号、边框的大小和方向表示等。
（2）极性元器件（电解电容、二极管、三极管等）正负极或引脚编号应该在PCB元器件库中和PCB板上标出。
（3） PCB库中元器件的引脚编号和原理图元器件的引脚编号应当一致，例如在前面章节中介绍了二极管PCB库元器件中的引脚编号和原理图库中引脚编号不一致的问题。
（4）需要使用散热片的元器件在绘制元器件封装时应当将散热片尺寸考虑在内，可以将元器件和散热片一并绘制成为整体封装的形式。
（5）元器件的引脚和焊盘的内径要匹配，焊盘的内径要略大于元器件的引脚尺寸，以便安装。
（二）PCB设计的布局规范
1.1 普通元器件布局
1. 距板边距离应大于 5mm
2. 先放置与结构关系密切的元件，如接插件、开关、电源插座等。
3．优先摆放电路功能块的核心元件及体积较大的元器件，再以核心元件为
中心摆放周围电路元器件。
4．功率大的元件摆放在利于散热的位置上，如采用风扇散热，放在空气的
主流通道上；若采用传导散热，应放在靠近机箱导槽的位置。
5．质量较大的元器件应避免放在板的中心，应靠近板在机箱中的固定边放
置。
6．有高频连线的元件尽可能靠近，以减少高频信号的分布参数和电磁干
扰。
7. 输入、输出元件尽量远离。
8. 带高电压的元器件应尽量放在调试时手不易触及的地方。
9． 热敏元件应远离发热元件。
10．可调元件的布局应便于调节。如跳线、可变电容、电位器等。
11．考虑信号流向，合理安排布局，使信号流向尽可能保持一致。
12．布局应均匀、整齐、紧凑。
13．表贴元件布局时应注意焊盘方向尽量取一致，以利于装焊，减少桥连的
可能。
14. 去耦电容应在电源输入端就近放置。
15. 元器件布置均匀，同一功能模块的元器件应该尽量靠近布置。
16. 使用同一类型电源和地网络的元器件尽量布置在一起，有利于通过内电层完成相互之间的电气连接。
17. 接口元器件应该靠边放置，并用字符串注明接口类型，接线引出的方向通常应该离开电路板。
18. 电源变换元器件（如变压器、DC/DC变换器、三端稳压管等）应该留有足够的散热空间。
19. 元器件的引脚或参考点应放置在格点上，有利于布线和美观。
20. 元器件的第一引脚或者标识方向的标志应该在PCB上标明，不能被元器件覆盖。
21. 元器件的标号应该紧靠元器件边框，大小统一，方向整齐，不与焊盘和过孔重叠，不能放置在元器件安装后被覆盖的区域。
1.2 特殊元件的布局原则
1. 应当尽可能地缩短元器件之间的连线，设法减小它们的分布参数和相互之间的电磁干扰。那些易受电磁干扰的元器件不能挨得太近，输入和输出元件应尽量彼此远离。
2. 某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，因此应加大它们之间的距离，以避免放电而引起意外的短路；同时从安全的角度考虑，带高压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
3. 对于质量超过15g的兀器件，应当使用支架加以固定后，再进行焊接。那些又大又重、发热量大的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上；且要考虑散热问题，热敏元器件应当远离发热元件。
4. 对于电位器、可凋电感线、可变电容器、微动开关等可调元件的布局，应考虑整机的结构要求。若是机内调节，则应放在印制板上方便调节的地方；若是机外调节，则其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。
（三）PCB设计的布线规范
１． 线应避免锐角、直角。
２． 相邻层信号线为正交方向。
３． 高频信号尽可能短。
４． 输入、输出信号尽量避免相邻平行走线，最好在线间加地线，以防反馈
耦合。
５． 双面板电源线、地线的走向最好与数据流向一致，以增强抗噪声能力。
６． 数字地、模拟地要分开，对低频电路，地应尽量采用单点并联接地；高
频电路宜采用多点串联接地。对于数字电路，地线应闭合成环路，以提
高抗噪声能力。
７． 对于时钟线和高频信号线要根据其特性阻抗要求考虑线宽，做到阻抗匹
配。
８． 整块线路板布线、打孔要均匀，避免出现明显的疏密不均的情况。当印
制板的外层信号有大片空白区域时，应加辅助线使板面金属线分布基本
平衡。
9.不同电压等级电源应该隔离，电源走线不应交叉。
10.PCB走线直接连接到焊盘的中心，与焊盘连接的导线宽度不允许超过焊盘外径的大小。
11.高频信号线的线宽不小于20mil，外部用地线环绕，与其他地线隔离。
12.干扰源（DC/DC变换器、晶振、变压器等）底部不要布线，以免干扰。
13.尽可能加粗电源线和地线，在空间允许的情况下，电源线的宽度不小于50mil。
14.低电压、低电流信号线宽9～30mil，空间允许的情况下尽可能加粗。
15.信号线之间的间距应该大于10mil，电源线之间间距应该大于20mil。
16.大电流信号线线宽应该大于40mil，间距应该大于30mil。
17.过孔最小尺寸优选外径40mil，内径28mil。在顶层和底层之间用导线连接时，优选焊盘。
18.不允许在内电层上布置信号线。
19.内电层不同区域之间的间隔宽度不小于40mil。
20.在绘制边界时，尽量不要让边界线通过所要连接到的区域的焊盘。
21.在顶层和底层铺设敷铜，建议设置线宽值大于网格宽度，完全覆盖空余空间，且不留有死铜，同时与其他线路保持30mil（0.762mm）以上间距（可以在敷铜前设置安全间距，敷铜完毕后改回原有安全间距值）。
22.在布线完毕后对焊盘作泪滴处理。
23.金属壳器件和模块外部接地。
（四）具体的布线原则
1） 电源和地的布线
对于多层板，一般都有电源层和地层。需要注意的只是模拟部分和数字部分的地和电源即使电压相同也要分割开来。
对于单双层板电源线应尽量粗而短。电源线和地线的宽度要求可以根据1mm的线宽最大对应1A的电流来计算，电源和地构成的环路尽量小。
为了防止电源线较长时，电源线上的耦合杂讯直接进入负载器件，应在进入每个器件之前，先对电源去藕。且为了防止它们彼此间的相互干扰，对每个负载的电源独立去藕，并做到先滤波再进入负载。
2） 特殊信号线布线
A． 时钟的布线：
时钟线作为对 EMC 影响最大的因素之一。在时钟线应少打过孔，尽量避免和其它信号线并行走线，且应远离一般信号线，避免对信号线的干扰。同时应避开板上的电源部分，以防止电源和时钟互相干扰。
当一块电路板上用到多个不同频率的时钟时，两根不同频率的时钟线不可并行走线。
时钟线还应尽量避免靠近输出接口，防止高频时钟耦合到输出的 cable 线上并沿线发射出去。
如果板上有专门的时钟发生芯片，其下方不可走线，应在其下方铺铜，必要时还可以对其专门割地。
对于很多芯片都有参考的晶体振荡器，这些晶振下方也不应走线，要铺铜隔离。同时可将晶振外壳接地
B． 成对差分信号线走线
成对出现的差分信号线，一般平行走线，尽量少打过孔，必须打孔时，应两线一同打孔，以做到阻抗匹配。
C． 相同属性的一组总线，应尽量并排走线，做到尽量等长。
D． 一些基本的走线原则。
两焊点间距很小（如贴片器件相邻的焊盘）时, 焊点间不得直接相连。

从贴片焊盘引出的过孔尽量离焊盘远些。
（五）PCB电路及电路抗干扰措施
（1）电源线的设计。根据PCB电流的大小，尽量加粗电源线的宽度(在布线设计规则中，可以单独为电源线和地线的线宽做新的约束规则)，减少环路电阻，尤其要注意使电源线、地线的供电方向与数据、信号的传递方向相反，有助于增强抗噪声能力。
（2）地线的设计。地线既是特殊的电源线，又是信号线。除了要遵循电源线的设计原则外，还应做到：数字地与模拟地分开；若线路板上既有逻辑电路又有线性电路，则应使它们尽量分开；低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地；
高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而粗，高频元件周围尽量用栅格状进行大面积地敷铜；尽量加宽电源和地线宽度，最好是地线要比电源线宽一些，它们的宽度关系是，地线>电源线>信号线。
（3）数字电路系统的接地构成闭环路，即构成一个地网，能提高抗噪声能力。
（4）数字电流不应流经模拟器件，高速电流不应流经低速器件。
（5）在电源地线之间加上去耦电容，以提高电源回路的抗干扰能力。
（6）内电层的电源层比地层一般内缩3mm左右，以降低EMI。
（7）避免上下相邻两层的走线方向相同，甚至走线正好上下重叠在一起，因为这种串扰比同层相邻走线的情形还大。
（8）数字地与模拟地要单点接地，否则数字地回流会流过模拟地对模拟电路造成干扰。
实验室硬件设计规范是根据搜集到硬件设计规范进行总结、汇总与提取而制定完成，希望在以后的硬件设计中能对大家起到一定的帮助，从而减少设计不规范的现象。