BGA 256 FPGA PCB设计

终于耐不住寂寞，开始了PCB设计。。

为了降低成本，拟采用4层板搞定256 IO的FPGA，同时使用所有的IO，绝不浪费任何一丝的资源。。。。大多数业内人士说，256IO 4层全部走线，可能性不大。。。不好意思，我好想实现了。。。

且不说我Layout的怎么样，先说说我的经验吧：

（1） 关于规则要求

走线：6mile及以上

间距：6mile及以上

过孔：12/20mile及以上

层数：4层

厚度：1.6mm

（2） 关于PCB分层

毋庸置疑，4层板，正常应该为信号、地、电源、信号。但是为了适当的提高走线的灵活性，在电源层上稍微走几根线不会影响全局，因此将地层设置为负片，而电源层设置为正片，如下所示：

实际上电源层不到万不得已的时候，一定不去走线！！！

（3） 关于耦合电容

这主要可以分为2部分，一部分是内核电压的电容，另一部分是IO电压的电容。在TQFP FPGA的设计中，我总是靠近IO 直接拜访。。走线神马的轻松而愉快。。但是BGA中，没辙了。。。

幸运的是BGA的内核电压就在“内部”，而IO电压在靠外面的地方。。。内核与IO电压如下所示：

 

同时内核中间是BGA的GND，因此红圈圈部分不用再走线，很是放和内核的滤波电容。二IO电压向外扩展，刚好往外放电容。。。。此外，内核电压四个角落的1.2V，为PLL的模拟电压，直接扇出到BGA的角落。

最后，分配内核4个电容，IO电压8个电容，而PLL部分完整按照手册设计电路，3D视图如下图所示：

其中1.2V内核电压走线如下所示，PLL电源走线和总体1.2V的输入，被迫走在了电源层，完成了内核电压的扇出。

（4） IO的扇出技巧

a) 首先，上一篇博客中讲过，外面2圈IO可以直接在顶层扇出，不用过孔。

b) 其次，内层的IO通过过孔扇出，这里由于BGA为1mm间距，过孔采用了12/20mile。

c) 最后，实在没有办法的IO，迫不得已下从电源层扇出，到BGA片子外部时，重新过孔到TOP/Buttom Layer。

d) 最重要的是，为了完成4层256 IO走线，所有成功扇出的走线，都得保证在顶层或者底层走线。

部分层走线如下所示：

 

也就是说，除了PLL的1.2V电压，在电源层上总共辅助扇出了7个IO。这样，4层完成了所有IO的扇出。

（5） 其他IC的走线

既然已经引出了所有的IO，其他IO的走线就回归到了2层板。当然方便的时候，由于我们采用了4层板设计，GND与VCC可以直接打孔到电源层投个懒。。。给个我最近设计的BGA256 FPGA板卡的扇出图，如下所示：

256 BGA，4层板轻松完成，呵呵。。。。

（6） 制版工艺

这是最蛋疼的。。。除了上次0.65mm的BGA板卡，这是我第一次设计BGA板卡，同时12/20mile的过孔，6mile的走线及间距，工艺相对于我以前那些戳板子而言，提高了不少，。，。，。。。嘉立创12/24mile，内层8mile等的制版工艺无法完成我的板卡。。。。。

考虑未来的某些因素，慎重选择制版上中，兴森快捷这类肯定是做不起的，屌丝一枚。。。追求美好的明天，、、、、、