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别踩坑了,细数嵌入式板卡设计的常见问题

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1.确定电源

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电源在嵌入式系统中的作用可以看作是空气对人体的作用,甚至更重要:人呼吸空气中有氧气、二氧化碳和氮气,但含量稳定,相当于电源系统中的各种杂波。我们希望获得纯净稳定的电源,但由于各种因素的限制,这只是我们的梦想。应注意两个方面:

a、电压

嵌入式系统需要各种量级的电源,如常见的5v、3.3v、1.8v等等,在嵌入式系统中使用,以尽量减少电源的纹波LDO设备。如果使用DC-DC纹波不仅大,而且头疼。

b、电流

嵌入式系统的正常运行不仅需要稳定足够的电源,还需要足够的电流。因此,在选择电源设备时,需要考虑其负载,一般留出30%的余量。

若为多层板,电源部分在layout电源需要分割,此时要注意分割路径,尽量把一定量的电源放在一起。

如果是双面板,应注意接线宽度,并在板允许的情况下尽可能加宽。适当的退耦电容应尽可能靠近电源管脚。

2.晶振的确定

晶体振动相当于嵌入式系统的心脏,其稳定性与其运行状态和通信性能直接相关。常见的振动有无源晶体振动,有源晶体振动,首先确定振荡频率,然后确定晶体振动类型。

  • 无源晶体振动的匹配电容和电阻的选择一般基于参考手册。在单片机设计中,我们经常使用插件晶体振动和瓷片电容器

    在ARM为了减少空间,方便布线,经常使用四角无源晶振配合贴片电容。

    虽然我们熟悉固定晶体振动的匹配电路,但为了实现安全,我们仍然需要参考手册来确定电容的大小,是否需要匹配电阻和其他细节。

  • 有源晶体振动具有更准确的时钟信号,但相比之下,它高于无缘晶体振动的价格,因此这也是硬件电路设计中需要注意的成本。在设计电路板时,应注意晶体振动线尽可能靠近芯片,关键信号远离时钟线。

    在条件允许的情况下增加接地保护环。若为多层板,还应说关键信号远离晶振线。

3、预留测试IO口

在嵌入式调试阶段,当管脚资源丰富时,我通常会预留一个IO口连接led或者喇叭,为下一个软件的编写铺平道路。在嵌入式系统运行过程中适当控制IO从而判断系统是否正常运行。

4.扩展存储器

如果有电源、晶振和嵌入式系统CPU,所以这是我们熟悉的最小系统。

如果嵌入式系统需要运行较大的操作系统,则不仅需要CPU具有MMU,CPU还需要外接SDRAM和NANDFLASH。

如果该cpu具有SDRAM和NANDFLASH在硬件设计中,控制器不需要过多考虑地址线的使用。若无相关控制器,则应注意地址线的使用。

这部分在LAYOUT时间是一个关键点。原因是相关信号线等长,以确保信号的延迟等于时钟和DQS差分信号线走线。

布线时,需要综合运用各种布线技巧,如与cpu对称分布,菊花链布线、T类型布线需要根据内存的数量进行选择。一般来说,数量越多,布线越复杂,但知道关键点,一切都很容易解决。

5、功能接口

嵌入式系统最重要的是通过各种接口控制外围模块,以达到设计师预设的目的。

常用的接口有串口(可用于连接蓝牙,wifi和4G等模块)、USB接口、网络接口、JTAG接口、音视频接口、HDMI接口等等。

由于这些接口与外部模块连接,电磁兼容设计是一项重要工作。此外,在LAYOUT注意使用差分线。

6、屏幕

这个功能之所以单独列出来,是由于其可有可无。如果一个嵌入式系统只是作为一个连接器连接外围设备模块,通过相关接口连接到电脑主机或者直接挂在网络上,那么屏幕就不需要了。

但如果是消费品,经常与用户互动,就要唠叨几句。电容屏是嵌入式屏幕的主要部件,在电路设计中要注意触摸屏连接线和显示屏连接线的布局。

在走线过程中,尽量靠近主控cpu,同时,注意配对信号的差分线,RGB控制信号等长。各种信号的间距遵循3W规则,避免相互干扰。在屏幕设计中,必须保证功率,防止干扰,防止屏幕闪光和花屏。

转自微信官方账号:硬门心思

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标签: 判断电阻大小内接外接面板led连接器dc

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