【技术干货】AIOT智能硬件之高速PCB设计

随着生成式人工智能（AI）及大模型的发展，AI应用的普及已经深入到多个领域，推动了各类智能硬件的发展。这些硬件，如自动驾驶、AI监控和无人机等，核心依赖于高性能的印刷电路板（PCB）主板。

高性能主板集成了处理器、存储器、高速接口和AI加速器等关键组件，以支撑复杂的人工智能应用。这些主板工作频率极高，数据速率快，对信号完整性（SI）、电源完整性（PI）、电磁兼容性（EMC）和时序性能有严格要求，因此，高速PCB设计成为了影响产品性能的关键环节。

高速PCB设计要考虑多个技术方面，如DFM、热设计、EMC、SI、PI、结构设计和可靠性等，并需要平衡各方面的要求和成本。信号完整性（SI）是高速PCB设计的核心挑战之一，它确保信号在传输过程中保持高度的完整性。设计时需考虑阻抗控制、传输线匹配、串扰抑制、噪声控制和时序优化等因素。

AIoT（人工智能物联网）融合了AI技术和IoT技术，通过在云端和边缘端处理和分析大量数据，实现了万物数据化和智联化。对于AIoT智能硬件的高速PCB设计要点，首先要明确硬件功能、规格、工作频率和信号标准等关键参数。其次，需要根据设计复杂度、信号线数量和成本预算选择合适的层数，并使用适当的工具进行阻抗计算。

过孔设计也是高速PCB设计中的一个关键因素，它对电路性能和信号完整性有显著影响。高速信号走线应尽量减少过孔使用，若有必要，应进行阻抗匹配和寄生效应控制。在高速信号设计中，如USB3.0和HDMI信号设计要严格控制差分信号组内走线长度偏差，并确保差分阻抗的准确性。

最后，高速PCB设计还应注意晶振电路和DDR4布线等要求。特别是对于DDR4布线，要严格按照芯片厂家提供的硬件指导书或参考板进行设计，以确保性能和稳定性。例如，小米su7汽车中自动驾驶主机板的设计就是基于这些要点进行的。