經驗總結:在電路設計中的八大誤區
發布時間:2015-03-13 責任編輯:xueqi
【導讀】電(dian)子(zi)工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中(zhong)是(shi)否(fou)也(ye)發(fa)現(xian),自(zi)己(ji)想(xiang)當(dang)然(ran)的(de)一(yi)些(xie)規(gui)則(ze)或(huo)道(dao)理(li)往(wang)往(wang)會(hui)存(cun)在(zai)一(yi)些(xie)差(cha)錯(cuo)。本(ben)文(wen)工(gong)程(cheng)師(shi)結(jie)合(he)自(zi)己(ji)工(gong)作(zuo)經(jing)驗(yan),總(zong)結(jie)了(le)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中(zhong)的(de)八(ba)大(da)誤(wu)區(qu)。
誤區一:這板子的PCB設計要求不高,就用細一點的線,自動布吧。
點評:自動布線必然要占用更大的PCB麵積,同時產生比手動布線多好多倍的過孔,在批量很大的產品中,PCB廠家降價所考慮的因素除了商務因素外,就是線寬和過孔數量,它們分別影響到PCB的成品率和鑽頭的消耗數量,節約了供應商的成本,也就給降價找到了理由。
誤區二:這些總線信號都用電阻拉一下,感覺放心些。
點評:信(xin)號(hao)需(xu)要(yao)上(shang)下(xia)拉(la)的(de)原(yuan)因(yin)很(hen)多(duo),但(dan)也(ye)不(bu)是(shi)個(ge)個(ge)都(dou)要(yao)拉(la)。上(shang)下(xia)拉(la)電(dian)阻(zu)拉(la)一(yi)個(ge)單(dan)純(chun)的(de)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao),電(dian)流(liu)也(ye)就(jiu)幾(ji)十(shi)微(wei)安(an)以(yi)下(xia),但(dan)拉(la)一(yi)個(ge)被(bei)驅(qu)動(dong)了(le)的(de)信(xin)號(hao),其(qi)電(dian)流(liu)將(jiang)達(da)毫(hao)安(an)級(ji),現(xian)在(zai)的(de)係(xi)統(tong)常(chang)常(chang)是(shi)地(di)址(zhi)數(shu)據(ju)各(ge)32位,可能還有244/245隔離後的總線及其它信號,都上拉的話,幾瓦的功耗就耗在這些電阻上了。
誤區三:CPU和FPGA的這些不用的I/O口怎麼處理呢?先讓它空著吧,以後再說。
點評:不用的I/O口如果懸空的話,受外界的一點點幹擾就可能成為反複振蕩的輸入信號了,而MOS器件的功耗基本取決於門電路的翻轉次數。如果把它上拉的話,每個引腳也會有微安級的電流,所以最好的辦法是設成輸出(當然外麵不能接其它有驅動的信號)
誤區四:這款FPGA還剩這麼多門用不完,可盡情發揮吧。
點評:FGPA的功耗與被使用的觸發器數量及其翻轉次數成正比,所以同一型號的FPGA在不同電路不同時刻的功耗可能相差100倍。盡量減少高速翻轉的觸發器數量是降低FPGA功耗的根本方法。
誤區五:這些小芯片的功耗都很低,不用考慮。
點評:對於內部不太複雜的芯片功耗是很難確定的,它主要由引腳上的電流確定,一個ABT16244,沒有負載的話耗電大概不到1毫安,但它的指標是每個腳可驅動60毫安的負載(如匹配幾十歐姆的電阻),即滿負荷的功耗最大可達60*16=960mA,當然隻是電源電流這麼大,熱量都落到負載身上了。
誤區六:存儲器有這麼多控製信號,我這塊板子隻需要用OE和WE信號就可以了,片選就接地吧,這樣讀操作時數據出來得快多了。
點評:大部分存儲器的功耗在片選有效時(不論OE和WE如何)將比片選無效時大100倍以上,所以應盡可能使用CS來控製芯片,並且在滿足其它要求的情況下盡可能縮短片選脈衝的寬度。
誤區七:這些信號怎麼都有過衝啊?隻要匹配得好,就可消除了。
點評:除了少數特定信號外(如100BASE-T、CML),都是有過衝的,隻要不是很大,並不一定都需要匹配,即使匹配也並非要匹配得最好。象TTL的輸出阻抗不到50歐姆,有的甚至20歐ou姆mu,如ru果guo也ye用yong這zhe麼me大da的de匹pi配pei電dian阻zu的de話hua,那na電dian流liu就jiu非fei常chang大da了le,功gong耗hao是shi無wu法fa接jie受shou的de,另ling外wai信xin號hao幅fu度du也ye將jiang小xiao得de不bu能neng用yong,再zai說shuo一yi般ban信xin號hao在zai輸shu出chu高gao電dian平ping和he輸shu出chu低di電dian平ping時shi的de輸shu出chu阻zu抗kang並bing不bu相xiang同tong,也ye沒mei辦ban法fa做zuo到dao完wan全quan匹pi配pei。所suo以yi對duiTTL、LVDS、422等信號的匹配隻要做到過衝可以接受即可。
誤區八:降低功耗都是硬件人員的事,與軟件沒關係。
點評:硬件隻是搭個舞台,唱戲的卻是軟件,總線上幾乎每一個芯片的訪問、每一個信號的翻轉差不多都由軟件控製的,如果軟件能減少外存的訪問次數(多使用寄存器變量、多使用內部CACHE等)、及時響應中斷(中斷往往是低電平有效並帶有上拉電阻)及其它爭對具體單板的特定措施都將對降低功耗作出很大的貢獻。
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