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PCB主板走线和布局设计

对于一块主板而言,除应在零部件用料(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,普通消费者如何才能分辩出一块主板设计得好坏与否呢?下面,笔者就为大家简单分析一下,使大家在选购主板时有更全面的参考依据。

  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: 字串5

  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。 _)(^$RFSW#$%T

  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”。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。大致说来,普通消费者在选购主板时对布局应注意以下几点:

  1、认准公板设计

  前面说到,有些主板厂商为节约成本,降低价格,不但将主板的体积改小,也不使用公板设计,甚至还在主板用料上作相应调整,只满足芯片组所提的基本性能要求。这种降低成本的做法是对厂商的主板布局设计能力的一个考验:在更小的空间里放置同样多的扩展插槽,还要维持稳定性及限制电磁干扰,这样主板结构安排设计的合理性就显得特别重要,稍微有一点设计不合理就会导致死机。

  从这点来看,实力不济的厂商就很容易在这些地方出现漏洞,主板不稳定、性能较差都是由此造成的。因此,对于消费者而言,如果没有什么特殊要求,还是选择采用公板设计的主板比较好。

  如何鉴别主板是不是公板设计,那就要看用户对芯片组的掌握程度了。比如说某芯片组最多提供6PCI接口,但是用户购买的主板虽然采用此芯片组,却只提供了4个PCI接口,这就是非公板设计。事实上,在主板世界中厂商很少会完全按照公板进行设计。

   2、观察CPU插座的位置

  CPU插座的位置很重要。如果过于靠近主板上边沿,则在一些空间比较狭小或者电源位置不合理的机箱内会出现安装CPU散热器比较困难的情况(尤其在用户想换散热器而又不愿把整块主板拆出来的时)。同理,CPU插座周围的电解电容也不应该靠得太近,否则一是安装散热器不方便(甚至有些CPU大型散热器根本就没法安装),二则有可能损坏电解电容。


   3、观察ATX电源的位置

  几乎每块主板的ATX电源接口位置都不太一样。比较合理的位置应该是在主板上边沿靠右的一侧或者在CPU插座与内存插槽之间,而不应该出现在CPU插座与左侧I/O接口之间。这样可以避免一些电源的接线过短的尴尬,也不会出现妨碍CPU散热器安装或者影响CPU周围空气流通的问题。

    4、观察内存插槽的位置

  要注意在安装比较长的AGP显卡后,与显示卡相邻内存插槽的卡扣会不会打不开。如果为换内存而必须把显卡拆下来,那就比较麻烦了。另外,内存插槽也不应太靠近主板右侧边沿,否则有可能会导致安装光驱时光驱与内存条相碰。

   5、观察软驱和IDE设备接口位置  软驱和IDE接口的位置,如果在主板右侧靠下,需考虑是否会被光驱所妨碍;如果在主板右侧靠下,则既要考虑会不会妨碍到安装比较长的PCI界面卡,又要考虑到假如机箱比较大,可能会出现IDE数据线不够长的情况。

  由此可见,主板结构布局上的问题不仅可能影响稳定性,有时候一些细节问题还会导致消费者使用的不方便。有实力的主板厂商往往会充分考虑到用户使用的方便性,比如说一些大型电容就不宜放置在PCI插槽、AGP插槽附近,因为它们有可能会阻碍一部分扩展卡的插入。又如现在CPU散热器体积越来越大,这就要求CPU插座附近的大容量电解电容不能离插座太近,应给体积庞大的CPU散热器预留足够的空间。但同时为了提高电源质量,为了CPU的稳定,又必须在CUP插座附近安置大量的电解电容。对于一些大厂商而言,往往会将这两点处理的很好,如果是一些小厂家的话,可能就不知道该怎么办了。

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