全志V85X系列芯片PCB设计需要注意些什么?

时间:2023-01-31 17:05:05

全志V85X (包括V853、V853S、V851S、V851SE等)是一颗面向智能视觉领域推出的新一代高性能、低功耗的处理器SOC,可广泛用于智能门锁、智能考勤门禁、网络摄像头、行车记录仪、智能台灯等智能化升级相关行业。V85X 集成ARM Cortex-A7和RISC-V E907 双CPU,内置最大 1T 算力 NPU,使用全志自研 Smart 视频引擎,最大支持5M@25fps H.265编码和5M@25fps H.264编解码,同时集成高性能 ISP 图像处理器,可为客户提供专业级图像质量。V85X 还支持 16-bit DDR3/DDR3L,满足各类产品高带宽需求;支持 4lane MIPI-CSI/DVP/MIPI-DSI/RGB 等丰富的专用视频输入输出接口,满足各类AI视觉产品需求;采用先进的22nm工艺,具有更优的功耗和更小的芯片面积。

全志V85X系列芯片PCB设计需要注意些什么?

那么,在基于全志V85X芯片设计PCB的时候,需要注意什么呢?

大家可以根据下面的表格进行OCB设计的自查。

其中各条注意事项也包括“必须遵守”和“建议”两个级别。顾名思义,必须遵守就是一定要按照我们的建议设计,不然会出问题。建议级别则是可选项,最好按照我们给出的建议进行设计。

模块 序号 检查内容 符合度
封装 1 全志提供的主控以及配套PMU和WiFi封装是否有更改 必须遵守
布局 1 主控需远离发热源(PMU/LDO/DCDC),板子发热源需分散。 建议
2 对温度比较敏感的器件,需远离发热源,如显示屏远离SOC和PMU。 必须遵守
3 所有模块的CLK串接电阻(SDC0-CLK/CARD-CLK/LCD-CLK)靠近主控摆放,串阻与主控CLK连接走线距离≤300mil。 建议
4 WiFi模组尽量靠近天线或天线接口。远离电源、DDR、LCD电路、摄像头、马达、SPEAKER等易产生干扰的模块。 建议
SOC 1 BGA 焊盘采用十字形连接,不要与GND铜箔全连接,焊接时防止散热过快,导致虚焊。电源 ball 除外。 建议
2 晶振尽量靠近IC摆放,使DCXO-XOUT/DCXO-XIN、X32KOUT/X32KIN走线小于600mil,减少PCB走线寄生电容,保证晶振频偏精度。 建议
3 晶振及其走线区域的外围和相邻层,用GND屏蔽保护,禁止其它走线。 必须遵守
4 时钟配置相关TEST 等PIN浮空处理 必须遵守
DRAM 5 DRAM部分完全参考DRAM模板进行设计,请勿随意更改叠层;若有模板更改需求,请联系全志FAE。 必须遵守
电源 6 所有电源走线必须满足电流大小要求; 必须遵守
7 VDD_SYS铜箔尽量宽,宽度不小于40mil,换层过孔不少于4个。 必须遵守
8 VDD-SYSFB 为电压反馈信号,远离板边及远离 DDR、CSI、SD、CARD 等干扰信号走线,走 Power 层沿其电源平面一起走到负载。如果与其他信号并排走,需要包地保护或 3W 间距。 必须遵守
9 VCC_DRAM铜箔尽量宽,宽度不小于40mil,换层过孔不少于4个。 必须遵守
10 所有电源走线必须满足电流大小要求; 必须遵守
11 敏感电源如VCC-RTC/VCC-PLL/AVCC等电容尽量靠近SOC PIN脚放置; 建议
12 VDD-SYS SOC 背面要放置一个10UF电容; 必须遵守
EMMC 13 CLK和DS信号做包地处理,如果不能包地则保持3W间距。 必须遵守
14 D0~D7、DS相对CLK等长控制≤300mil。 必须遵守
15 CLK 串接 33R 电阻靠近主控摆放,串阻与主控 CLK 连接走线距离≤300mil。 必须遵守
16 DS 下拉电阻靠近 EMMC 摆放。下拉电阻引入桩线长度≤200mil。 必须遵守
17 走线阻抗50 +/-10% ohm。参考平面完整。保持2W间距。 必须遵守
SD CARD 18 CLK做包地处理,如果不能包地则保持3W间距。 必须遵守
19 D0~D3相对CLK等长控制<500mil。 必须遵守
20 CLK 串接 电阻靠近主控摆放,串阻与主控 CLK 连接走线距离≤300mil。 必须遵守
21 走线阻抗50 +/-10% ohm。参考平面完整。保持2W间距。 必须遵守
CSI 22 PCLK的对地电容靠近主控,串联电阻靠近模组。 必须遵守
23 MCLK的对地电容靠近模组,串联电阻靠近主控。 必须遵守
24 Hsync的对地电容靠近主控。 必须遵守
25 Vsync、Hsync、Data串联电阻靠近模组。 必须遵守
26 PCLK单线包地,如果不能包地则保持3W间距。 必须遵守
27 MIPI差分走线需要100ohm阻抗匹配,优先走线,走线尽量短,少换层。 必须遵守
28 差分对内等长10mil,对间等长≤300mil(越小越好)。 必须遵守
29 各差分对间用地线隔开,或保持间距≥15mil。 必须遵守
LCD 30 LCD走线尽量满足3W原则,如不能,则至少要满足2W原则。 必须遵守
31 LCD-CLK要做包地处理,同时要注意对包地打孔。 必须遵守
32 LCD线的参考平面要完整。 必须遵守
33 MIPI-DSI阻抗要求:单端50ohm,差分100ohm。 必须遵守
34 MIPI-DSI差分对内长度差10mil内,差分对之间的长度差160mil内。 必须遵守
35 MIPI-DSI尽量保证走线的参考平面完整。 必须遵守
36 背光电路要求:PS,VLED+,VLED-所在的网络的线宽要在20mil以上。 必须遵守
AUDIO 37 AVCC、VRA1、VRA2和AGND接地电容、电阻靠近主控摆放 。 必须遵守
38 AGND铜箔宽度≥20mil,AGND接地电阻连接到GND平面的过孔≥2个。 必须遵守
39 MICxP、MICxN,类差分走线,线宽4mil,线距4mil,包地。 必须遵守
40 MBIAS与MICxP/MICxN并行走线,线宽10mil。包地。 必须遵守
41 LINEINL/R每对L、R信号分别包地,线宽4mil。走线及过孔远离高速信号及时钟信号。 必须遵守
42 LINEOUTP/N每对P、N信号分别类差分走线,线宽4mil,线距4mil,包地。 必须遵守
USB 43 USB-5V 线宽建议控制在40mil以上。 建议
44 USB-DM/USB-DP信号差分走线,差分阻抗为90ohm,保证走线参考层不跨分割。 必须遵守
45 USB-DM/USB-DP建议与其它信号的间距大于10 mil,避免走线走在器件下面或者与其他信号交叉。 建议
46 USB-DM/USB-DP走线在有空间的情况下,走线两边包地并打地过孔。 建议
47 USB-DM/USB-DP走线拐角的角度需保证大于等于135度;保证USB走线的长度控制在4000mil以内,走线的过孔不超过2个。 建议
WIFI 48 WIFI天线尽量远离电源、DDR、LCD电路、摄像头、马达、SPEAKER等易产生干扰的模块。 必须遵守
49 REF-CLK给WIFI模组使用,属于敏感信号,建议内层走线,需要包地走线。串接0R电阻靠近芯片放置; 必须遵守
50 天线馈线控制50ohm,为了增大线宽减少损耗,通常馈线相邻层挖空,隔层参考参考平面需要是完整地,同层地距离天线馈线距离保持一致,两边多打地过孔,地过孔需要回到芯片EPAD。 必须遵守
51 模组下方尽可能的增加地过孔和铺铜面积; 必须遵守
52 SDIO_CLK串接电阻靠近主控摆放。串阻与主控走线距离≤300mil。 必须遵守
53 SDIO_CLK做包地处理。如果不能包地则保持3W间距。 必须遵守
54 D0-D3相对CLK等长控制<500mil。 必须遵守
55 走线阻抗50 +/-10% ohm。参考平面完整。保持2W间距。 必须遵守
56 两层板时,D0-D3两两包地,CLK单线包地,线间距4mil。 必须遵守
PMU&DCDC 57 走线粗细需满足电源电流要求; 必须遵守
58 电压反馈线,输出电压经过电容滤波后,紧挨电容取点,用4~10mil的线引入PMIC即可。DCDC1的反馈走线给DC1SW供电,走线需要加粗。DCDC4的反馈走线给DLDO2供电,走线需要加粗。 必须遵守
59 反馈线在TOP面与LX的平行走线尽量短,禁止平行走线,推荐换层走线,不要从电感下方、交流路径下方或者紧挨CLK之类的跳变信号; 必须遵守
60 CPUFB/SYSFB采用远端反馈,反馈线从内层走线,避开CLK等时钟敏感信号,远离敏感信号过孔,沿其电源平面一起走到负载; 必须遵守
61 PMU 下方需尽可能的增加地过孔,尽可能的增大铜皮面积; 必须遵守
62 外挂DCDC走线要求如下:1)输入电容,输出电感反馈电阻尽量靠近IC放置;2)SW开关信号走线尽量短;3)从输出端到反馈电阻的反馈走线需避开SW信号;4)增加IC GND的铺铜面积和GND过孔散热; 建议
其他 63 其他未涉及模块请参照硬件设计指南或者其他器件datasheet layout要求 建议
ESD 1 CPU/DRAM/晶振等ESD敏感的关键器件,离外部金属接口的距离不小于20mm,如果小于20mm,建议预留金属屏蔽罩,并且距离其他板边不小于5mm。 建议
2 关键信号(RESET/NMI/Clock等)尽量避免与外部接口信号(USB/SD/HP等)或经过IO附近的走线相邻并行走线;如果不可避免,相邻并行的走线长度不超过100mils;IO保护地下方尽量不要走线,在必须走线的情况下建议走内层。 建议
3 部分与外部直连或者裸露的接口,如speaker、MIC、耳机、USB、TF、DCIN等,必须加上ESD器件 ,走线路径为先经过ESD器件再到SOC。 必须遵守
4 必须保证外部连接器(USB/SD)金属外壳接地良好,在板边直接通过过孔连接GND平面,每个GND焊盘与GND平面之间的连接过孔不少于3个。 必须遵守
5 在PCB四周增加地保护环;DDR线束四周建议用GND保护。 建议