Data PCB - Rancangan Kepercayaan Papan PCB Sistem DSP Kelajuan Tinggi

Karakteristik sistem DSP kelajuan tinggi Papan PCB dan beberapa isu yang patut diperhatikan dalam rancangan kepercayaan, termasuk rancangan bekalan kuasa, perisian dan perangkat keras desain anti-jamming, rekaan kompatibilitas elektromagnetik, desain penyebaran panas, dan kaedah kabel garis isyarat penting sirkuit kelajuan tinggi, membuat setiap rancangan lebih efisien. Rasional dan mudah untuk dilaksanakan. Kerana kembangan cepat teknologi mikroelektronik, sistem elektronik digital yang terdiri dari cip IC sedang berkembang dengan cepat dalam arah skala besar, volum kecil, dan kelajuan tinggi, dan kelajuan pembangunan semakin cepat. Aplikasi peranti baru menyebabkan ketepatan bentangan sirkuit tinggi dalam rancangan EDA modern, dan frekuensi isyarat juga sangat tinggi. Dengan penggunaan peranti kelajuan tinggi, there will be more and more high-speed DSP (digital signal processing) system designs. Masalah isyarat menjadi isu yang signifikan dalam reka-reka yang dikatakan oleh kadar data sistem yang semakin meningkat, kadar jam, dan ketepatan sirkuit, dan PCB yang direka untuk menunjukkan perilaku yang sangat berbeza daripada ciri-ciri reka kelajuan rendah, yang, masalah integriti isyarat, masalah penggangguan, masalah kompatibiliti elektromagnetik, dan sebagainya. Masalah ini boleh menyebabkan atau secara langsung menyebabkan gangguan isyarat, ralat masa, data tidak betul, alamat, dan garis kawalan, ralat sistem dan bahkan kerosakan sistem. Jika ia tidak diselesaikan dengan betul, ia akan mempengaruhi prestasi sistem secara serius dan membawa kerugian yang luar biasa. Solusi masalah ini bergantung pada rancangan sirkuit. Oleh itu, kualiti desain Papan PCB sangat penting, dan ia adalah satu-satunya cara untuk mengubah konsep desain menjadi kenyataan. Berikut membahas beberapa isu yang patut diperhatikan dalam Papan PCB rekaan kepercayaan dalam sistem DSP kelajuan tinggi.

Rancangan Kuasa

The first thing to consider when designing a high-speed DSP system Papan PCBialah rancangan bekalan kuasa. Dalam rancangan bekalan kuasa, kaedah berikut biasanya digunakan untuk menyelesaikan masalah integriti isyarat.

Pertimbangkan pemisahan kuasa dan tanah

Dengan meningkat frekuensi operasi DSP, komponen DSP dan komponen IC lain cenderung untuk dipakai dan dipakai dengan padat. Biasanya, papan berbilang lapisan dianggap dalam rancangan sirkuit. Ia dicadangkan bahawa lapisan dedikasi boleh digunakan untuk bekalan kuasa dan tanah. Contohnya, tenaga bekalan kuasa I/O DSP berbeza dari tenaga bekalan kuasa inti, jadi dua lapisan bekalan kuasa berbeza boleh digunakan. Jika mempertimbangkan biaya pemprosesan tinggi papan pelbagai lapisan, lapisan istimewa boleh digunakan untuk bekalan kuasa dengan lebih wayar atau bekalan kuasa relatif kritik, dan lapisan bekalan kuasa lain boleh digunakan. Sumber kuasa boleh dijalankan dengan cara yang sama dengan garis isyarat, tetapi perhatikan lebar garis. Walaupun papan sirkuit mempunyai lapisan tanah khusus dan lapisan bekalan kuasa, kapasitas yang tertentu dan secara rasional perlu ditambah antara bekalan kuasa dan tanah. Untuk menyimpan ruang dan mengurangkan bilangan lubang melalui, disarankan untuk menggunakan lebih banyak kondensator cip. Kapdensator cip boleh ditempatkan di belakang papan PCB, iaitu, permukaan penywelding. Kapdensator cip disambung ke lubang dengan wayar lebar dan disambung ke bekalan kuasa dan lapisan tanah melalui lubang.

Peraturan Kawalan Mempertimbangkan Pembahagian Kuasa

Pesawat kuasa analog dan digital terpisah: Komponen analog kelajuan tinggi, ketepatan tinggi sensitif kepada isyarat digital. Contohnya, penyembah akan amplifikasi bunyi penyukaran, membuat ia dekat dengan isyarat denyut, jadi dalam bahagian analog dan digital papan, pesawat kuasa biasanya diperlukan untuk dipisahkan.

Isolasi isyarat sensitif: Beberapa isyarat sensitif (seperti jam frekuensi tinggi) adalah khususnya sensitif kepada gangguan bunyi, dan tindakan isolasi tahap tinggi patut diambil untuk mereka. Jam frekuensi tinggi (jam di atas 20MHz, atau jam dengan masa penukaran kurang dari 5ns) mesti disertai oleh wayar tanah. Lebar wayar jam sekurang-kurangnya 10 juta, dan lebar wayar tanah yang disertai sekurang-kurangnya 20 juta. Lubang itu berada dalam kenalan yang baik dengan stratum, dan setiap 5cm melalui lubang dibuat untuk menyambung dengan stratum; penentang lempar 22Ω ke 220Ω mesti disambung dalam siri pada sisi penghantaran jam. Pergangguan disebabkan oleh bunyi isyarat yang diperkenalkan oleh garis-garis ini boleh dihindari.

Perisian dan perangkat keras rancangan anti-gangguan: Secara umum, papan PCB sistem aplikasi DSP kelajuan tinggi direka oleh pengguna mengikut keperluan khusus sistem. Sebab kemampuan desain terbatas dan keadaan makmal, jika tindakan anti-gangguan lengkap dan boleh dipercayai tidak diambil, persekitaran kerja yang tidak menyenangkan dan gangguan elektromagnetik akan menyebabkan gangguan dalam aliran program DSP. Apabila kod kerja normal DSP tidak dapat dipulihkan, program akan lari atau terhempas, dan bahkan beberapa komponen akan rosak. Perhatian patut diberikan untuk mengambil tindakan anti-gangguan yang sepadan.

Hardware anti-jamming design: The hardware anti-jamming efficiency is high. Apabila kompleksiti sistem, kos, dan volum boleh diterima, desain anti-jamming perkakasan lebih suka. Teknik anti-jamming perkakasan biasa digunakan boleh dikira sebagai berikut:

(1) Penapis perkakasan: Penapis RC boleh melemahkan banyak isyarat gangguan frekuensi tinggi. Seperti yang boleh menekan gangguan "gagal".

(2) Penasaran yang masuk akal: Design yang masuk akal bagi sistem penyasaran. Untuk sistem sirkuit digital dan analog kelajuan tinggi, sangat penting untuk mempunyai pesawat tanah yang rendah, kawasan besar. Lapisan tanah tidak hanya boleh menyediakan laluan kembali impedance rendah untuk semasa frekuensi tinggi, tetapi juga membuat EMI dan RFI lebih kecil, dan juga mempunyai kesan perisai pada gangguan luaran. Apabila merancang papan PCB, pisahkan tanah analog dan tanah digital.

(3) Ukuran perisai: Kilat yang dijana oleh kuasa AC, kuasa frekuensi tinggi, peralatan elektrik kuat, dan lengkung akan menghasilkan gelombang elektromagnetik dan menjadi sumber bunyi gangguan elektromagnetik. Peranti di atas boleh dikelilingi peluru logam dan kemudian didarat. Pergangguan disebabkan oleh induksi elektromagnetik sangat efektif.

(4) Isolator optik: Isolator optik boleh secara efektif mengelakkan gangguan antara papan sirkuit yang berbeza. Isolator optik kelajuan tinggi sering digunakan dalam antaramuka DSP dan peranti lain (seperti sensor, tukar, dll.).

Ralat perisian anti-jamming: Ralat perisian anti-jamming mempunyai kelebihan yang perkakasan anti-jamming tidak boleh diganti. Dalam sistem aplikasi DSP, kemampuan anti-jamming perisian patut dieksploitasi sepenuhnya, untuk menekan pengaruh gangguan. Beberapa kaedah anti-jamming perisian yang berkesan diberi di bawah.

(1) Penapisan digital: Bunyi isyarat input analog boleh dihapuskan dengan penapisan digital. Teknik penapisan digital yang biasa digunakan termasuk penapisan median, penapisan media aritmetik, dll.

(2) Tetapkan perangkap: tetapkan program but di kawasan program yang tidak digunakan. Apabila program diganggu dan melompat ke kawasan ini, program but akan memimpin program yang ditangkap secara paksa ke alamat yang dinyatakan, di mana program istimewa akan digunakan untuk membetulkan program yang gagal. untuk diproses.

(3) Pembatasan arahan: Sisip dua atau tiga bait arahan tiada-operasi NOP selepas arahan dobil-bait dan arahan tiga bait, yang boleh menghalang program daripada diletakkan secara automatik pada trek yang betul apabila sistem DSP diganggu oleh program.

(4) Tetapkan masa anjing pengawasan: Jika program diluar kawalan memasuki "loop tak terbatas", teknologi "watchdog" biasanya digunakan untuk membuat program keluar dari "loop tak terbatas". Prinsip adalah untuk menggunakan pemasa, yang menghasilkan denyut mengikut tempoh ditetapkan. Jika anda tidak mahu menghasilkan denyut ini, DSP patut membersihkan pemasa dalam masa yang kurang daripada tempoh ditetapkan; tetapi apabila program DSP melarikan diri, ia tidak akan digunakan. The timer will be cleared according to the regulations, so the pulse generated by the timer is used as the DSP reset signal to reset and initialize the DSP again.

Rancangan kompatibilitas elektromagnetik: kompatibilitas elektromagnetik merujuk kepada kemampuan peralatan elektronik untuk bekerja secara biasa dalam persekitaran elektromagnetik kompleks. Tujuan rekaan kompatibilitas elektromagnetik adalah untuk membuat peralatan elektronik tidak hanya menekan pelbagai gangguan luaran tetapi juga mengurangkan gangguan elektromagnetik peralatan elektronik kepada peralatan elektronik lain. Dalam papan PCB sebenar, terdapat lebih atau kurang gangguan elektromagnetik antara isyarat bersebelahan, iaitu, saling bercakap. Saiz perbualan salib berkaitan dengan kapasitasi yang disebarkan dan induktansi yang disebarkan diantara gelung. Langkah-langkah berikut boleh diambil untuk menyelesaikan gangguan elektromagnetik antara isyarat seperti ini:

Pilih lebar wayar yang masuk akal: Pergangguan kesan disebabkan oleh semasa sementara pada wayar cetak adalah disebabkan oleh komponen induktan wayar cetak, dan induktannya adalah proporsional dengan panjang wayar cetak dan secara terbaliknya proporsional dengan lebar. Oleh itu, ia berguna menggunakan wayar pendek dan luas untuk menekan gangguan. Pemacu jam dan garis isyarat pemacu bas sering mempunyai aliran transient yang besar, dan konduktor cetak mereka sepatutnya pendek yang mungkin. Untuk sirkuit komponen diskret, lebar wayar dicetak boleh memenuhi keperluan pada kira-kira 1.5 mm; bagi sirkuit terintegrasi, lebar wayar dicetak dipilih antara 0.2 mm dan 1.0mm. Struktur kawat bentuk grid diterima. Kaedah khusus ialah untuk lalui secara mengufuk pada lapisan pertama papan sirkuit cetak PCB, dan lalui secara menegak lapisan berikutnya.

Rancangan penyebaran panas: Untuk memudahkan penyebaran panas, papan cetak dipasang secara independen, dan jarak papan sepatutnya lebih besar dari 2cm. Pada masa yang sama, perhatikan peraturan pengaturan komponen pada papan cetak. Dalam arah mengufuk, peranti kuasa tinggi diatur sebanyak mungkin ke pinggir papan cetak, dengan itu pendek laluan pemindahan panas; dalam arah menegak, peranti kuasa tinggi disediakan sebanyak mungkin ke atas papan cetak, dengan itu mengurangkan pengaruhnya pada suhu komponen lain. Komponen yang lebih sensitif kepada suhu patut ditempatkan di kawasan di mana suhu relatif rendah sebanyak mungkin, dan tidak boleh ditempatkan langsung di atas peranti dengan generasi panas tinggi. Dalam desain sistem aplikasi DSP kelajuan tinggi, bagaimana untuk mengubah rancangan sempurna dari teori ke realiti bergantung pada kualiti tinggi Papan PCB. Frekuensi operasi sirkuit DSP semakin tinggi, pins semakin padat dan gangguan semakin meningkat. , bagaimana meningkatkan kualiti isyarat adalah sangat penting. Oleh itu, sama ada prestasi sistem yang baik tidak boleh dipisahkan dari kualiti desainer Papan PCB.