嵌入式設計是個龐大的工程,今天就說說硬件電路設計方面的幾個注意事項,首先,我們瞭解下嵌入式的硬件構架。 咱們知道,CPU是這個系統的靈魂,全部的外圍配置都與其相關聯,這也突出了嵌入式設計的一個特色硬件可剪裁。在作嵌入式硬件設計中,如下幾點須要關注。 第1、電源肯定 電源對於嵌入式系統中的做用能夠看作是空氣對人體的做用,甚至更重要:人呼吸的空氣中有氧氣、二氧化碳和氮氣等可是含量穩定,這就至關於電源系統中各類雜波,咱們但願獲得純淨和穩定符合要求的電源,但因爲各類因素制約,只是咱們的夢想。這個要關注兩個方面: a、電壓 嵌入式系統須要各類量級的電源好比常見的5v、3.3v、1.8v等,爲儘可能減少電源的紋波,在嵌入式系統中使用LDO器件。若是採用DCDC不只個頭大,其紋波也是一個很頭疼的問題。 b、電流 嵌入式系統的正常運行不但須要穩定足夠的電源,還要有足夠的電流,所以在選擇電源器件的時候須要考慮其負載,我設計時通常留有30%的餘量。 若是是多層板,電源部分在layout的時候需電源分割,這時須要注意分割路徑,儘可能將必定量的電源放置在一塊兒。若是是雙面板,則走線寬度須要注意,在板子容許的狀況下儘可能加寬。合適的退耦電容儘可能靠近電源管腳。 第2、 晶振肯定 晶振至關於嵌入式系統的心臟,其穩定與否直接關係其運行狀態和通信性能。常見的振有無源晶振,有源晶振,首先要肯定其振盪頻率,其次要肯定晶振類型。 a、無源晶振 其匹配電容和匹配電阻的選擇,這部分通常依據參考手冊。在單片機設計中,常用插件晶振配合瓷片電容。在ARM中,爲了減小空間和便於佈線,常用四角無源晶振配合貼片電容。雖然咱們對於固定晶振的匹配電路比較熟悉,可是爲了達到萬無一失,仍是要看參考手冊肯定電容大小,是否須要匹配電阻等細節。 b、有源晶振 具備更好的更準確的時鐘信號,可是相比之下,比無緣晶振價格高,所以這也是在硬件電路設計中須要關注的成本。 在作電路板設計時須要注意晶振走線儘可能靠近芯片,關鍵信號遠離時鐘走線。在條件容許的狀況下增長接地保護環。若是是多層板,也要講關鍵信號遠離晶振的走線。 第3、 預留測試IO口 在嵌入式調試階段,在管腳資源豐富的狀況下,我一般預留一個IO口鏈接led或者喇叭,爲下一步軟件的編寫作鋪墊。在嵌入式系統運行過程當中適當控制該IO接口,從而判斷系統是否正常運行。 第4、外擴存儲設備 一個嵌入式系統若是有電源、晶振和CPU,那麼這就是咱們熟悉的最小系統。若是該嵌入式系統須要運行大點的操做系統,那麼不但須要CPU具備MMU,CPU還須要外接SDRAM和NANDFLASH。若是該cpu具備SDRAM和NANDFLASH控制器,那麼在硬件設計上不用過多的考慮地址線的使用。若是沒有相關的控制器,那麼須要注意地址線的使用。 這部分在LAYOUT的時候是一個重點,究其緣由就是要使相關信號線等長以確保信號的延時相等,時鐘和DQS的差分信號線走線。在佈線的時候各類佈線技巧須要綜合使用,例如與CPU對稱分佈,菊花鏈佈線、T型佈線,這都須要依據內存的個數多少來進行選擇,通常來講個數越多,佈線越複雜,可是知道其關鍵點,一切迎刃而解。 第5、功能接口 一個嵌入式系統最重要的就是經過各類接口來控制外圍模塊,達到設計者預設的目的。經常使用的接口有串口(可用來鏈接藍牙,wifi和3G等模塊),USB接口、 網絡接口、JTAG接口、音視頻接口、HDMI接口等等。因爲這些接口與外部模塊鏈接,作好電磁兼容設計是重要的一項工做。除此以外,在LAYOUT的時候注意差分線的使用。 第6、屏幕 這個功能之因此單獨列出來,是因爲其無關緊要。若是一個嵌入式系統只是做爲一個鏈接器鏈接外圍設備模塊,經過相關接口鏈接到電腦主機或者直接掛在網絡上,那麼屏幕就不須要了。可是若是作出來的是一個消費類產品,與用戶交互頻繁,這就不得不嘮叨幾句。 電容屏幕是嵌入式屏幕的首選,在電路設計中須要注意觸屏鏈接線和顯示屏鏈接線的佈局。在走線的過程當中儘可能短的靠近主控cpu,同時注意配對信號走差分線,RGB控制信號走等長。各類信號走線間距遵循3W規則,避免相互干擾。 在屏幕的設計中,必定要確保功率和防止干擾,以防屏幕閃屏和花屏現象的出現。網絡 |