當今所有最好的集成電路都大規模的使用BGA封裝法來焊接。因為BGA封裝法連接在芯片底下，焊接更緊，需要使用回流焊箱或者熱印版。另一個問題是設計PCB（印刷電路板）時，過孔和引線之間的焊接球需要足夠小，主板上通常需要更多層來為緊挨的引線來騰出空間，這意味著一個廉價的中國產的兩層主板沒有足夠的空間，所以需要更多的層。附加層則會顯著提高主板的成本 ，就算只多了幾個拷貝。
我想設計一款內置BGA芯片的主板來體驗下焊接它們究竟是有多難。於是我決定設計一個可運行Linux的小型ARM嵌入式系統，使用的ARM處理器是在一個217球的LFBGA包中的AT91SAM9N12，只是因為在帶有運行Linux必需的內存管理單元的ARM處理器中，它是最便宜的。起初我只想用一塊BGA芯片，但是BGA包中的RAM比其他包裡要便宜很多，所以我就決定在BGA包也增加一塊DDR2（Double Data Rate 2）的內存。
為最大化可用空間定位過孔。
結果尋找主板生產商還頗費了一番周折。兩層的空間是還不夠的，至少需要4層。217-LFBGA包的球直徑是0.4mm，臨接球的距離是0.8mm。為了給過孔多留些空間，球的焊盤布局做的要比焊球要稍小一些。我用的0.36mm的焊盤。在4個球之間放置過孔會最大程度的利用可用空間。廠商要能制造可以放進0.8mm寬度的過孔。幾乎所有廠商都可以制造這種直徑大小的過孔，但問題是：這個距離包括了過孔的鑽孔直徑，兩倍的過孔繞環的寬度 ，兩倍的過孔和引線之間的最小距離。比如，iTead的4層主板最小的過孔鑽孔直徑是0.3mm， 最小環寬度是0.15mm，過孔和引線的最小距離是0.15mm，加起來是0.9 mm，這意味著最小尺寸的過孔不能放在BGA球之間。我發現的唯一一家可以實現這一要求而且價錢相對合理的生廠商是OSH parks。他們的四層主板有更小的限制，過孔剛剛可以放進BGA球裡面。額外的好處是，對於小主板而言，它要比iTead更便宜一些。
在OSH park設計原則下最小的過孔，剛剛能放下。
即使過孔可以放進BGA 球中間，仍然有一些問題：過孔中間沒有足夠的空間走線。這意味著要讓每一個焊盤都有一個過孔的標准布線通道是不可能了。這就是說主板需要有足夠的未經連接的焊盤，所以過線需要從裡面進行布置。幸運的是，處理器還有很多通用的未連接的I/O引腳。
… 如果不違反設計原則的話，過線就不能正好在兩個過孔之間穿過。CAS 過線沒有足夠的空間來放入DQM0 和 D15過孔。
生產問題解決了，是時候開始想想主板上該放哪些部件了。我並不很在乎這塊主板的實際用處，相對於用處而言，整個項目更是一個學習的過程。為了降低成本，主板的尺寸要小。這意味著不會為其他額外的接口預留空間，比如：以太網，串口或者SD卡。
除了處理器和RAM外，其他必需的部件是：大內存，電壓調整器，以及處理芯片重置的監控電路。處理器可以從NAND啟動，但是以防萬一我決定為引導裝載程序加入Dataflash（數據閃存），雖然最終會很少被用到。對於大內存而言，NAND是一個很好的選擇因為他容量大又便宜。在BGA包中加入會更便宜些，但我已經被兩個BGA包折騰的夠嗆了，所以我決定在一個48引腳的TSOP（薄型小尺寸封裝）包裡面使用4GB的NAND。連接各個組件在處理器的清單表中已經解釋的很好了，但是在上千頁的文檔中要找到全部的細節還是很難的。Atmel 也發布了一個試用板的原理圖，在設計主板時會很有幫助。
DDR2 引線空間應該有一定的自由度。正常的引線應該長度合適，有可控的阻抗和可以終止或者串聯電阻。在開發板的參考設計中，所有DDR2的信號使用了串聯電阻。我沒有足夠的空間放置他們，所以我決定暫且放著不管。阻抗也不是50歐姆，因為我必須使用小一些的引線來填充其他的空間。我希望的是，因為RAM更靠近處理器，就算缺少串聯電阻箱或者阻抗不匹配，關系也不大。所有從CPU到RAM的連線大約是25mm長。通常的經驗是：如果引線的長度要超過信號波長的10%時，轉換線的影響應該被考慮進去。這種情況意味著頻率大約在1 GHz以上。RAM的時鐘頻率只有133 MHz， 甚至頭幾個諧波還在1 GHz以下，這預示著應該會正常工作。為了保證可行，我幾乎完全匹配了引線的長度，但這也許不是必須的。
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