摘要：在电子产品的设计过程中，PCB（印刷电路板）设计是至关重要的一步，而布局则是PCB设计的核心环节。布局结果的好坏将直接影响布线的效果，因此可以毫不夸张地说，合理的布局是PCB设计成功的第一步。
在电子产品的设计过程中，PCB（印刷电路板）设计是至关重要的一步，而布局则是PCB设计的核心环节。布局结果的好坏将直接影响布线的效果，因此可以毫不夸张地说，合理的布局是PCB设计成功的第一步。
工程师在PCB设计的时候，因为有很多未知的情况，考虑的维度多，担心返工。所以有很多纠结点，一种束手无策的感觉，纠结的无从下手。
首先是心理层面破除完美主义（工程师常见病），其次是建立可操作的决策框架（把六诫工具化），最后是具体冲突场景的解法（高频/热/EMC等）。
一、明确优先级：重要的事情优先做
在开始布局之前，我们需要明确一个重要的原则：不是所有规则都同等重要。在众多的设计要求中，高速信号、大功率器件以及微弱信号的处理是重中之重。高速信号的走线需要特别注意，因为它们对信号完整性要求极高，任何微小的干扰都可能导致信号失真甚至系统故障。大功率器件则需要考虑散热和电源管理，避免因过热或电源不足而损坏。而微弱信号部分，如传感器信号，需要精心保护，防止受到其他强信号的干扰。只有优先处理好这些关键部分，才能确保整个电路板的稳定性和可靠性。
1. 核心矛盾分级（权重排序）
我们的PCB最重要的是MIPI（高速），然后是BT656，再就是TF卡，eMMC；这些接口处理完成之后，都是低速的SPI、I2C、UART、GPIO等。
当我们优先处理完电源、时钟问题之后，接口就按照重要级逐个优先处理。
2. 接受“80分法则”
初次布局目标不是完美，而是避免灾难性错误 （如电源短路、高速信号跨分割）。其他问题可在布线阶段优化。
1. 摆放“不可动件”锚点
连接器（位置机械固定）
发热器件（预占散热通道）
核心芯片（确定供电区域）
Step1：放置所有接插件 → Step2：固定散热器/功率管 → Step3：定位主控芯片及电源模块
2. 模块化拼图策略
将电路按功能切分为5-8个模块（如：电源区|MCU核心区|传感器接口|电机驱动），在草稿纸上手绘模块位置 ，允许模块内拥挤但确保：
模块间高压/高频干扰源远离敏感区
模块供电链路不交叉（如：12V→DCDC→3.3V线性稳压→MCU为直线流向）
四、决策比挑战更重要
同事正在纠结这个网络变压器很难放置，空间不够。
我直接告诉他，这个项目不用，实在不行就删除，不要考虑预留。
我今天刚刚决策：把TF卡删除，预留一个8pin的连接器，用延长线做备份。另外比较连接器与TF卡座价格。同时验证一下可行性。然后直接删除这个器件。
五、基于物理定律布局布线：经验主义不可取
在布局布线时，不能仅仅依赖经验之谈，而应基于物理定律进行设计。PCB走线的实际阻抗和空间耦合强度是两个关键因素。走线的阻抗会影响信号的传输质量和电源的稳定性，而空间耦合则可能导致信号之间的干扰。例如，高速信号走线需要保持一定的间距，以避免信号之间的串扰；电源线和地线的阻抗也需要尽量降低，以减少电压降和电磁干扰。通过合理计算和设计，确保走线的阻抗符合设计要求，同时最大限度地减少空间耦合的影响，是实现高质量PCB设计的基础。
要在心中构建一个板子上的电磁场。
六、理顺电源树与时钟树：电源和时钟是基础
电源树的布局对于整个电路板的稳定性至关重要。电源树的结构决定了电源的分配和管理，合理的电源树布局可以有效减少电源噪声的传播。同时，时钟信号的布局也需要特别注意。时钟信号是数字电路的同步信号，其质量和稳定性直接影响到整个系统的性能。高速走线的关联关系也需要仔细考虑，例如，差分信号对需要保持等长和等距，以确保信号的同步传输。通过理顺电源树、时钟关系以及高速走线的关联关系，可以有效提高电路板的信号完整性和可靠性。
七、高速走线预留参考平面：信号完整性保障
在高速信号走线时，预留参考平面的位置是必不可少的。参考平面可以为高速信号提供稳定的参考电平，减少信号的反射和干扰。例如，在差分信号对的走线中，参考平面可以有效降低差分信号之间的串扰，提高信号的质量。同时，参考平面还可以作为电源和地的参考，进一步优化电路板的电磁兼容性。因此，在布局高速信号走线时，一定要预留足够的空间用于参考平面的设计，确保信号的完整性和稳定性。
八、去耦电容靠近用电侧：稳定电源的关键
去耦电容在PCB设计中扮演着至关重要的角色。无论是模拟器件还是数字器件，都需要在电源引脚附近连接一个旁路电容，通常电容值为0.1μF。去耦电容的作用是为器件提供稳定的电源，减少电源噪声的干扰。对于模拟电路，旁路电容可以旁路电源上的高频信号，防止这些高频信号进入敏感的模拟芯片，从而避免信号路径上的噪声引入。对于数字电路，去耦电容则作为“微型”电荷库，在数字器件执行开关动作时提供额外的电荷，防止电源电压发生大的变化，避免数字信号电平进入不确定状态。因此，去耦电容必须尽量靠近器件的电源引脚，引脚尽量短，以减小走线的感抗，确保其能够有效地发挥去耦作用。
电源时钟连接器，还有定位孔等确定性的组件放置之后，重点看以SoC或者MCU或者CPU、GPU为核心的芯片组成的小系统。这个小系统包括处理器周边所有器件，和去耦电容，要围绕在处理器周围，看成一个整体。
九、保证地线良好：降低电磁干扰、保障电源完整性
地线是PCB设计中不可或缺的一部分，良好的地线布局可以有效降低电磁干扰。地线的作用是为电路提供一个稳定的参考电平，同时作为信号回流路径。如果地线布局不当，可能会导致地电位不一致，从而产生共模噪声和差模噪声。例如，电源线和地线配合不当可能会设计出系统环路，增加电磁干扰的可能性。因此，在布局地线时，应尽量采用大面积的接地平面，减少地线的阻抗，确保地电位的一致性。同时，数字地和模拟地应分开布线，最后在合适的位置连接到系统地，以避免数字信号对模拟信号的干扰。通过合理设计地线，可以有效降低电磁干扰，提高电路板的信号完整性和可靠性。
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来源：硬件十万个为什么