정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
현대 무선 통신 시스템의 발전에 따라 이동 통신, 레이더, 위성 통신 등 통신 시스템은 송수신 스위치의 전환 속도, 출력 용량과 집적도에 대해 더욱 높은 요구를 제기했다.따라서 VXI 버스 기술의 연구와 개발은 군대의 수요를 충족시키기 위한 것이다.VXI 버스 모듈에 대한 당의 특별한 요구는 매우 중요한 의미를 가진다.우리는 가상 기기의 사상을 사용하여 소프트웨어의 하드웨어 회로를 실현할 것이다.아래에 설계된 무선 주파수 스위치는 컴퓨터에서 직접 제어할 수 있으며 VXI 버스 테스트 시스템에 쉽게 연결할 수 있습니다.통합, 컴퓨터와 마이크로 전자 기술을 최대한 응용하여 현재 테스트 분야에서 광범위한 발전 전망을 가지고 있다.
1 VXI 버스 인터페이스 회로의 설계 및 구현
VXI 버스는 계측 분야에서 VME 버스의 확장이며 컴퓨터에 의해 작동하는 모듈식 자동화 계측 시스템입니다.이는 효과적인 표준화에 의거하여 모듈화방법을 채용하여 VXI 버스계기의 직렬화, 통용화, 교환성 및 상호운용성을 실현한다.개방형 아키텍처와 플러그 앤 플레이 모델은 정보 제품의 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.빠른 데이터 전송 속도, 컴팩트한 구성, 유연한 구성, 전자기 호환성 등의 장점을 가지고 있습니다.따라서 이 시스템은 설치와 사용이 매우 편리하고 그 응용도 갈수록 광범위해지고 있다.고성능 테스트 시스템 통합을 위한 선호 버스가 되었습니다.
VXI 버스는 완전히 개방된 모듈식 기기 후면판 버스 사양으로 다양한 기기 제조업체에 적용됩니다.VXI 버스 장치는 주로 레지스터 기반 장치, 메시지 기반 장치, 스토리지 기반 장치로 나뉜다.현재 애플리케이션에서 등록 기반 디바이스의 비율이 가장 큽니다 (약 70%).VXI 버스 레지스터 기반 인터페이스 회로는 주로 버스 버퍼 구동, 주소 지정 및 디코딩 회로, 데이터 전송 응답 상태기, 레지스터 그룹 구성 및 조작 등 네 부분으로 구성된다.이 네 부분 중 버스 버퍼 드라이브가 74ALS245 칩에 의해 구현되는 것을 제외하고 나머지 부분은 FPGA에 의해 구현됩니다.FLEX10K 칩 EPF10K10QC208-3과 EPROM 칩 EPC1441P8을 사용하고 해당하는 소프트웨어 MAX + PLUS2를 사용하여 설계 및 구현합니다.
1.1 버스 버퍼 드라이브
이 섹션에서는 VXI 표준 신호 요구 사항을 충족하기 위해 VXI 백플레인 버스에서 데이터 케이블, 주소 케이블 및 제어 케이블의 버퍼 수신 또는 구동을 완료합니다.A16/D16 장치의 경우 백플레인 데이터 버스 D00 ï½ D15가 버퍼링되고 구동됩니다.VXI 버스 사양에 따라 이 섹션은 DBEN*(데이터 전송 응답 상태기에서 생성됨)에 의해 선택된 2개의 74LS245로 구현됩니다.
1.2 주소 지정 및 디코딩 회로
주소 지정 라인에는 주소 라인 A01-A31, 데이터 선택 패스라인 DS0*, DS1*, 긴 라인 LWORD*가 포함됩니다.제어선에는 주소 선택 패스 AS*와 읽기/쓰기 신호선 write*가 포함됩니다.
이 회로의 설계는 MAX + PLUS2의 원리도 설계 방법을 사용한다.컴포넌트 라이브러리의 기존 컴포넌트를 사용하여 설계하고 두 개의 74688과 하나의 74138을 사용합니다.
이 기능 모듈은 주소 라인 A15 ½ A01 및 주소 수정 라인 AM5 ½ AM0을 디코딩합니다.장치가 주소를 지정할 때 주소 선 및 주소 수정 선의 주소 정보를 수신하고 해당 모듈의 하드웨어 주소 스위치에 설정된 논리 주소 LA7ï½ LA0과 비교합니다. AM5ï½ AM0의 논리 값이 29H 또는 2DH이면 (A16/D16 장치이기 때문), 현지 주소 선 A15와 A14가 모두 1일 경우또한 A13 ï½ A06의 논리 값이 모듈의 논리 주소와 같으면 장치는 주소로 선택됩니다(CADDR*는 진짜).그런 다음 결과는 다음 레벨 디코딩 제어로 보내지며 주소 A01ï½A05를 디코딩하여 16비트 주소 공간에서 모듈 레지스터를 선택합니다.
1.3 데이터 전송 응답 상태기
데이터 전송 버스는 VMEbus 시스템 정보 교환의 주요 구성 요소인 고속 비동기식 병렬 데이터 전송 버스 그룹입니다.데이터 전송 버스의 신호선은 주소 지정 케이블, 데이터 케이블, 제어 케이블 등 세 그룹으로 나눌 수 있습니다.
이 부분의 디자인은 MAX+PLUS2 텍스트 입력의 디자인 방법을 사용합니다.DTACK*는 타이밍이 복잡하기 때문에 AHDL 언어로 상태기를 통해 설계되고 구현됩니다.
이 기능 모듈은 VXI 백플레인 버스의 제어 신호를 구성하고 표준 데이터 전송 주기의 타이밍 및 제어 신호를 제공합니다 (데이터 전송을 생성하여 DBEN*을 신호하고, 버스가 데이터 전송을 완료하는 데 필요한 응답 신호 DTACK* 등).시스템 컨트롤러는 먼저 모듈의 주소를 지정하고 데이터 전송 방향을 제어하는 해당 주소 선택 패스 AS*, 데이터 선택 패스 DS0*, DS1* 및 WRITE* 신호선을 유효 레벨로 설정합니다.모듈이 주소 일치를 감지하고 제어선이 유효한 경우 DTACK*를 로우 레벨로 구동하여 버스 컨트롤러에 데이터가 데이터 버스에 배치되었는지 (읽기 주기) 또는 데이터가 성공적으로 수신되었는지 (쓰기 주기) 확인합니다.
1.4 레지스터 구성
각 VXI 버스 장치에는 구성 레지스터 세트가 있습니다.시스템 마스터는 이러한 레지스터의 내용을 읽음으로써 VXI 버스 장치의 장치 유형, 모델, 제조업체, 주소 공간(A16, A24)과 같은 몇 가지 기본 구성 정보를 얻습니다.A32) 및 필요한 스토리지 공간 등
VXI 버스 장치의 기본 구성 레지스터에는 식별 레지스터, 장치 유형 레지스터, 상태 레지스터 및 제어 레지스터가 포함됩니다.
이 부분의 회로 설계는 MAX + PLUS2 원리도 설계 방법을 사용하며 74541 칩과 생성 된 기능 모듈을 사용합니다.
ID, DT 및 ST 레지스터는 읽기 전용 레지스터이고 제어 레지스터는 읽기 전용 레지스터입니다.이 설계에서 VXI 버스는 주로 이 스위치의 연결과 연결을 제어하는 데 사용되기 때문에 데이터를 채널 레지스터에 쓰기만 하면 계전기 스위치의 흡합 또는 연결 상태를 제어할 수 있으며 계전기 상태를 조회하는 것도 채널 레지스터에서 읽을 수 있다. 데이터는 매우 좋다.모듈의 설계 요구 사항에 따라 해당 데이터 비트에 적절한 내용을 기록하여 기능 모듈의 무선 주파수 스위치를 효과적으로 제어합니다.
2 모듈 기능 회로 PCB 보드 설계
각 VXI 버스 장치에는 구성 레지스터 세트가 있습니다.시스템 마스터는 이러한 레지스터의 내용을 읽음으로써 VXI 버스 장치의 장치 유형, 모델, 제조업체, 주소 공간(A16, A24)과 같은 몇 가지 기본 구성 정보를 얻습니다.A32) 및 필요한 스토리지 공간 등
무선 주파수 회로의 주파수 범위는 약 10kHz~300GHz입니다.주파수가 증가함에 따라 무선 주파수 회로는 저주파 회로와 직류 회로와는 다른 일부 특성을 나타낸다.그러므로 무선주파수회로의 PCB판을 설계할 때 무선주파수신호가 PCB판에 미치는 영향에 각별히 주의를 기울일 필요가 있다.무선 주파수 스위치 회로는 VXI 버스에 의해 제어됩니다.설계의 간섭을 줄이기 위해 버스 인터페이스 회로 부분과 무선 주파수 스위치 기능 회로는 편평한 케이블을 통해 연결됩니다.다음은 주로 무선 주파수 스위치 기능 회로 부분의 PCB 보드 설계를 소개한다.
2.1 어셈블리 레이아웃
전자기 호환성(EMC)은 특정 전자기 환경에서 설계에 따라 전자 시스템이 정상적으로 작동하는 기능을 말합니다.무선 주파수 회로 PCB의 설계에 대해 전자기 호환성은 각 회로 모듈이 가능한 한 전자기 복사를 일으키지 않고 일정한 전자기 간섭 방지 능력을 갖추어야 한다.부품의 레이아웃은 회로 자체의 간섭과 간섭 방지 능력에 직접적인 영향을 미친다.설계된 회로의 성능에도 직접적인 영향을 미칩니다.
레이아웃의 일반적인 원칙: 컴포넌트는 가능한 한 같은 방향으로 배열되어야 하며, PCB가 용접 시스템에 들어가는 방향을 선택함으로써 용접 불량을 줄이거나 피할 수 있다;컴포넌트 사이에 최소 0.5mm의 간격이 있어야 컴포넌트의 용접 요구 사항을 충족할 수 있습니다. PCB 보드의 공간이 허용되는 경우 컴포넌트의 간격은 가능한 한 넓어야 합니다.
컴포넌트의 적절한 레이아웃도 적절한 경로설정의 전제이므로 종합적으로 고려해야 합니다.이 설계에서 계전기는 무선 주파수 신호를 변환하는 데 사용되므로 계전기는 가능한 한 신호 입력단과 출력단에 접근하여 무선 주파수 신호선의 길이를 최대한 단축하고 다음 단계를 위해 합리적으로 배치해야 한다.고려
또한 무선 주파수 스위치 회로는 VXI 버스에 의해 제어되며, 무선 주파수 신호가 VXI 버스의 제어 신호에 미치는 영향도 레이아웃할 때 반드시 고려해야 할 문제이다.
2.2 연결
어셈블리의 배치가 기본적으로 완료되면 경로설정을 시작해야 합니다.배선의 기본 원리는 조립 밀도가 허용되는 상황에서 가능한 한 저밀도 배선 설계를 채택하여 신호 배선이 가능한 한 두껍고 임피던스 정합에 유리하다는 것이다.
무선 주파수 회로의 경우 신호선의 방향, 너비와 선 간격의 불합리한 설계는 신호 전송선 사이의 교차 간섭을 초래할 수 있다;또한 시스템 전원 공급 장치 자체에도 노이즈 간섭이 있으므로 무선 주파수 회로 PCB를 설계할 때 종합적으로 고려해야 합니다.배선이 합리적이다.
배선할 때 모든 흔적선은 PCB판의 경계(약 2mm)에서 멀어져 PCB판이 제작될 때 끊어지거나 잠재적인 위험을 피해야 한다.전원 코드는 루프 저항을 줄이기 위해 가능한 한 넓어야 합니다.이와 동시에 전원선과 지선의 방향을 데터전송의 방향과 일치시켜 교란방지능력을 높여야 한다.신호선은 가능한 한 짧아야 하며 구멍을 통과하는 수량은 가능한 한 줄여야 합니다.부품 간의 연결은 분포 매개변수와 상호 전자기 간섭을 줄이기 위해 가능한 한 짧아야 합니다.호환되지 않는 신호선은 가능한 한 상대방과 멀리 떨어져 있어야 하며, 가능한 한 평행 배선을 피해야 하며, 앞뒤 양쪽의 신호선은 서로 수직이어야 한다: 배선할 때 회전각은 135도여야 하며, 직각으로 회전하는 것을 피해야 한다.
위의 설계에서 PCB 보드는 4 계층 보드를 사용합니다.무선 주파수 신호가 VXI 버스 제어 신호에 미치는 영향을 줄이기 위해 두 신호선을 각각 중간 2층에 배치하고 무선 주파수 신호선은 테이프 접지 차단을 사용한다.
2.3 전원 코드 및 접지선
무선 주파수 회로 PCB 설계에서 특별히 강조해야 할 배선은 전원 코드와 지선의 정확한 배선이다.전원과 접지선을 합리적으로 선택하는 것은 기기의 신뢰할 수 있는 운행을 보장하는 중요한 보증이다.무선 주파수 회로 PCB 보드의 상당수 간섭 소스는 전원과 지선에서 발생하며 그 중 지선에서 발생하는 소음 간섭이 가장 크다.PCB 보드 전류의 크기에 따라 전원 코드와 바닥 케이블은 회로 저항을 줄이기 위해 가능한 한 굵고 짧게 설계되어야합니다.또한 전원 코드와 지선의 방향을 데이터 전송 방향과 일치시켜 소음 방지 능력을 향상시키는 데 도움이 됩니다.조건이 허락하는 한 가능한 한 다층판을 사용해야 한다. 4층판은 이중판보다 20dB 낮고 6층판은 4층판보다 10dB 낮다.
본고에서 설계한 4층 PCB 보드에서 최상층과 하층은 모두 접지층으로 설계되었다.이렇게 하면 중간층의 어느 층이 전원층이든 전원층과 접지층 사이의 물리적 관계가 매우 가까워 큰 디커플링 콘덴서를 형성하여 접지선으로 인한 간섭을 감소시킨다.
접지층은 넓은 면적의 구리를 사용했다.넓은 면적의 구리 포장은 주로 다음과 같은 기능을 가지고 있다.
（1） EMC。넓은 면적의 접지나 전원 구리에 대해서는 차폐 작용을 할 것이다.
(2) PCB 공정 요구사항.일반적으로 도금이나 층압의 효과가 변형되지 않도록 하기 위해 배선이 적은 PCB 층에 구리를 깔는다.
(3) 신호 무결성은 고주파 디지털 신호에 대한 완전한 반환 경로를 제공하고 직류 네트워크 배선을 줄이는 데 필수적이다.
(4) 발열, 특수 설비의 설치는 구리 도금 등이 필요하다.
3 결론
VXI 버스 시스템은 전 세계적으로 완전히 개방된 모듈식 기기 버스 시스템으로 여러 제조업체에 적용됩니다.그것은 세계에서 가장 최신의 계기 버스 시스템이다.이상은 주로 VXI 버스 기반의 무선 주파수 스위치 모듈의 개발을 소개한다.무선 주파수 스위치 모듈 기능 회로 부분의 버스 인터페이스 설계와 PCB 보드의 설계를 소개했다.무선 주파수 스위치는 VXI 버스 제어를 사용하여 스위치 조작의 유연성을 높이고 사용이 편리하다.
