Tecnología de PCB - Diseño de compatibilidad electromagnética del sistema de microcomputadoras de un solo chip

Este DSí.eño de compatibilidad electromagnética (EMC) De single-chip microcomputUh system Los principales puntos mencionados en el presente documento son los siguientesSí. DiseñoEste artículo describe el hardware y el sPertenecertware. Siguiente, Este Diseño de compatibilidad electromagnética (EMC) De Placa de circuito impreso Board Diseño Se introduce la aplicación de microcomputador de un solo chip en el procesamiento de software.. Mango.

Factores que influyen en la compatibilidad electromagnética (EMC)

((1)) Placa de circuito impreso Board DiseñoCorrecto. Placa de circuito impreso Board wiring is essential to prevent electromagnetic interference (EMI).

Tensión: cuanto mayor es la tensión de alimentación, mayor es la amplitud de tensión, mayor es la emisión, y menor es la tensión de alimentación que afecta la sensibilidad.

Desacoplamiento de la fuente de alimentación: cuando el equipo está encendido y apagado, se producirá una corriente transitoria en la línea de alimentación, que debe atenuarse y filtrarse. Las corrientes transitorias de fuentes de alta di / DT conducen a la puesta a tierra y al seguimiento de los voltajes de "emisión". La Alta di / DT produce una amplia gama de corrientes de alta frecuencia, componentes de excitación y radiación de cable. Los cambios en la corriente y la Inductancia que fluyen a través de los cables causarán caídas de tensión que pueden minimizarse reduciendo la Inductancia o la variación de la corriente con el tiempo.

Puesta a tierra: en todos los problemas de compatibilidad electromagnética (EMC), el principal problema es la puesta a tierra inadecuada. Hay tres modos de puesta a tierra de señales: puesta a tierra de un solo punto, puesta a tierra de varios puntos y puesta a tierra híbrida. Cuando la frecuencia es inferior a 1 MHz, se puede utilizar el modo de puesta a tierra de un solo punto, pero no se puede utilizar en alta frecuencia. En aplicaciones de alta frecuencia, es mejor utilizar tierra multipunto. La puesta a tierra híbrida es un método de puesta a tierra de un solo punto de baja frecuencia y puesta a tierra de múltiples puntos de alta frecuencia. La disposición del cable de tierra es la clave, y el circuito digital de alta frecuencia y el circuito analógico de bajo nivel no deben mezclarse.

Frecuencia: la alta frecuencia genera más emisiones, la señal periódica genera más emisiones. En el sistema de microcomputadoras de un solo chip de alta frecuencia, la señal de pico de corriente se genera cuando el dispositivo se cambia. En el sistema analógico, la señal de pico de corriente se genera cuando la corriente de carga cambia.

Método de procesamiento de hardware para la medición de interferencias

Diseño del Circuito de reinicio de microcomputadoras de un solo chip

En Sistema de microcomputadoras de un solo chip, El sistema de perro guardián desempeña un papel importante en el funcionamiento de todo el microcomputador de un solo chip.. Debido a la incapacidad de aislar o eliminar todas las fuentes de interferencia, Una vez que la CPU interfiere con el funcionamiento normal del programa, Estas medidas se han convertido en medidas eficaces para prevenir la corrección de errores.. Hay dos sistemas comunes de reinicio:

Sistema de reinicio externo.

Los circuitos externos de "perro guardián" pueden ser diseñados por sí mismos o construidos usando chips especiales de "perro guardián". Sin embargo, tienen sus propias ventajas y desventajas. La mayoría de los chips de "perro guardián" dedicados no pueden responder a la señal de "perro de alimentación" de baja frecuencia, mientras que la señal de "perro de alimentación" de alta frecuencia puede responder, por lo que se puede generar bajo la señal de "perro de alimentación" de baja frecuencia. La acción de reinicio no producirá la acción de reinicio bajo la señal de alimentación de perro de alta frecuencia. De esta manera, si el sistema de Program a está atrapado en un bucle infinito y sucede que hay una señal de "alimentación del perro" en el bucle, el circuito de reinicio no puede implementarlo. Debería tener la función. Sin embargo, podemos diseñar un sistema con un circuito de alimentación de perros de paso de banda y otros circuitos de reinicio para formar un sistema de monitoreo externo muy eficaz.

Sistema de reinicio en chip.

Cada vez más microcomputadores de un solo chip tienen su propio sistema de reinicio en chip, por lo que los usuarios pueden utilizar fácilmente el temporizador de reinicio interno. Sin embargo, algunos tipos de instrucciones de reinicio de microcomputadoras de un solo chip son demasiado simples. Hay un bucle infinito similar a la instrucción "feed dog", lo que hace que pierda la función de monitoreo. Algunos microcontroladores tienen instrucciones de reinicio en el chip para un mejor rendimiento. Por lo general, convierten la señal de "alimentación del perro" en varias instrucciones en un formato fijo y las ejecutan secuencialmente. La operación "feed dog" no es válida si hay algún error. Mejora la fiabilidad del Circuito de reinicio.

Diseño de compatibilidad electromagnética de entrada y salida del sistema de microcomputadoras de un solo chip

En el sistema de microcomputadoras de un solo chip, la entrada / salida es también el cable de la fuente de interferencia y la fuente de recogida para recibir la señal de interferencia de radiofrecuencia. Al diseñar la compatibilidad electromagnética (EMC), debemos tomar medidas efectivas para:

Utilice el circuito de supresión de modo común / diferencial necesario, y adopte algunas medidas de filtrado y blindaje electromagnético para reducir la entrada de interferencia.

En la medida de lo posible, cuando las condiciones lo permitan, se adoptarán diversas medidas de aislamiento (como el aislamiento fotoeléctrico o el aislamiento magnetoeléctrico) para evitar la difusión de interferencias.

Diseño de compatibilidad electromagnética (EMC) de Placa de circuito impreso

Este Placa de circuito impresoTabla Soporte de componentes y equipos de circuitos en Sistema de microcomputadoras de un solo chip, Y proporciona conexiones eléctricas entre los componentes del circuito y el equipo. Con el rápido desarrollo de la tecnología electrónica, Densidad Placa de circuito impreso BoardS cada vez más alto. Calidad Placa de circuito impreso Board Diseño Sí. Compatibilidad electromagnética (EMC) De Sistema de microcomputadoras de un solo chip. La práctica ha demostrado que incluso el diagrama esquemático del circuito Diseño Sí, circuitos impresos. Tabla is DiseñoEducación inadecuada, Esto también afectará negativamente a la fiabilidad del sistema. Sistema de microcomputadoras de un solo chip. Si dos líneas paralelas finas de un circuito impreso Tabla Muy cerca, Esto dará lugar a un retraso en la forma de onda de la señal y a la formación de ruido reflejado al final de la línea de transmisión.. Por consiguiente,, Cuándo DiseñoCircuito impreso Tabla, Debe adoptarse el método correcto, Principios generales Placa de circuito impreso Board Diseño Debe seguirse, Y Diseño Debe cumplir los requisitos anti - interferencia. Para obtener el mejor rendimiento del circuito electrónico, La disposición de los componentes y la disposición de los cables son importantes.

Medidas de protección contra rayos

Para el sistema de microcomputadoras de un solo chip que se utiliza al aire libre o se introduce desde el exterior en la línea de alimentación interior y la línea de señal, debe tenerse en cuenta la protección contra rayos del sistema. Los dispositivos comunes de protección contra rayos son: Tubo de descarga de gas, tvs, Etc.. cuando el voltaje de la fuente de alimentación es mayor que un cierto valor, por lo general es decenas de V o cientos de V, descarga de gas, pulso de choque fuerte en la línea de alimentación se conduce al suelo. Los tvs pueden ser vistos como dos diodos Zener conectados en paralelo en direcciones opuestas, y se encienden cuando la tensión en ambos extremos es mayor que un cierto valor. Se caracteriza por pasar instantáneamente cientos o miles de corrientes a.

Oscilador

La mayoría de los microcontroladores tienen circuitos osciladores acoplados a resonadores de cristal o cerámica externos. Arriba Placa de circuito impreso Board, Plomo del condensador requerido, El resonador de cristal o cerámica debe ser lo más corto posible. Sensibilidad potencial del Oscilador RC a las señales de interferencia, Y puede producir ciclos de reloj muy cortos, Por lo tanto, es mejor elegir un resonador de cristal o cerámica. Además, La carcasa de cristal de cuarzo estará conectada a tierra..

Método de procesamiento de software para la medición de interferencias

La señal de interferencia generada por la fuente de interferencia electromagnética no puede ser eliminada completamente en algunas circunstancias especiales (por ejemplo, en algunos entornos electromagnéticos duros), y finalmente entrará en la unidad central de procesamiento de CPU, por lo que se integrará en algunos circuitos a gran escala, y a menudo será interferida, lo que conduce a la incapacidad de trabajar normalmente o en el estado equivocado. En particular, los dispositivos que utilizan almacenamiento bistable para el almacenamiento (por ejemplo, Ram) suelen volcarse bajo fuertes perturbaciones, lo que resulta en que el almacenamiento inicial "0" se convierte en "1" o "1" se convierte en "0"; Algunas secuencias de transmisión en serie y datos pueden cambiar debido a la interferencia. Más grave puede destruir algunos parámetros importantes de los datos, Etc..; Las consecuencias son a menudo muy graves. En este caso, la calidad del diseño del software afecta directamente a la capacidad anti - interferencia de todo el sistema.

Detección de Ram y memoria flash (ROM)

Al compilar el Program a, es mejor escribir algunos programas de prueba para probar el Código de datos Ram y flash (ROM) para ver si hay algún error. Una vez que ocurre, debe corregirse inmediatamente. Si no se puede corregir, se debe dar una indicación de error a tiempo para que el usuario la maneje. Al compilar un program a, es esencial a ñadir redundancia al programa. La adición de tres o más instrucciones nop en algún lugar tiene un efecto preventivo muy eficaz en la reorganización del programa. Al mismo tiempo, es necesario introducir los datos de la bandera y el Estado de detección en el Estado de ejecución del programa para detectar y corregir los errores a tiempo.

Medidas para almacenar parámetros importantes

En circunstancias normales, podemos utilizar la detección y corrección de errores para reducir o evitar eficazmente esta situación. De acuerdo con el principio de detección y corrección de errores, la idea principal es que cuando se escriben los datos, se genera un cierto número de códigos de verificación de acuerdo con los datos escritos y se almacenan junto con los datos correspondientes. Cuando se lee, el Código de verificación también se comprueba mientras se lee y se toma una decisión. Si se produce un error de un bit, se corregirá automáticamente, se enviarán los datos correctos y se escribirán de nuevo los datos corregidos, sobrescribiendo al mismo tiempo los datos de error originales; Si se produce un error de dos bits, se genera un informe de interrupción y se notifica a la CPU el manejo de excepciones. Todas estas acciones son completadas automáticamente por el diseño de software, con características de terminación en tiempo real y automática. Este diseño puede mejorar en gran medida la capacidad anti - interferencia del sistema, mejorando así la fiabilidad del sistema.

Principios de detección y corrección de errores:

En primer lugar, echemos un vistazo a los fundamentos de la detección y corrección de errores. La idea básica del control de errores es a ñadir Código redundante a un grupo de código de información de diferentes maneras, de acuerdo con reglas específicas, para que el Código de monitoreo redundante o el Código de calibración se puedan utilizar para encontrar o corregir automáticamente errores al leer la información. Teniendo en cuenta las características de la ocurrencia de errores, es decir, la aleatoriedad y aleatoriedad de la ocurrencia de errores, casi siempre afecta aleatoriamente a un bit en un byte. Por lo tanto, si el diseño puede corregir automáticamente un error de bits y comprobar si hay dos errores en el método de codificación. Puede mejorar en gran medida la fiabilidad del sistema.

Debido al procedimiento de interferencia electromagnética, hay aproximadamente las siguientes situaciones:

Ejecución del programa.

Este es el resultado más común de la interferencia. En general, un buen sistema de reinicio o un sistema de prueba de software Framework es suficiente, no tendrá un impacto significativo en todo el sistema operativo.

Bucle infinito o operación de código de excepción.

Por supuesto, este bucle infinito y Código de excepción no fue escrito intencionalmente por el diseñador. Sabemos que las instrucciones del programa consisten en bytes, algunos son instrucciones de un solo Byte, otros son instrucciones de varios bytes. Cuando se produce una interferencia, aparece un puntero de PC. El cambio hace que el código original del programa se reorganice para producir código ejecutable impredecible, y luego este error es fatal, puede modificar parámetros de datos importantes, puede producir una serie de Estados de error tales como salida de control impredecible.

Lo anterior es Diseño Y Compatibilidad electromagnética (EMC) De Sistema de microcomputadoras de un solo chip Desde el punto de vista del hardware y el software.