《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > EDA與制造 > 設計應用 > 高速DSP系統PCB板的可靠性設計分析
高速DSP系統PCB板的可靠性設計分析
摘要: 文章標題:高速DSP系統PCB板的可靠性設計分析。中國IT實驗室嵌入式開發頻道提供最全面的嵌入式開發培訓及行業的信息、技術以及相關資料的下載.
Abstract:
Key words :

  隨著微電子技術的高速發展,新器件的應用導致現代EDA設計的電路布局密度大,而且信號的頻率也很高,隨著高速器件的使用,高速DSP(數字信號處理) 系統設計會越來越多,處理高速DSP應用系統中的信號問題成為設計的重要問題,在這種設計中,其特點是系統數據速率、時鐘速率和電路密集度都在不斷增加,其PCB印制板的設計表現出與低速設計截然不同的行為特點,即出現信號完整性問題、干擾加重問題、電磁兼容性問題等等。

  這些問題能導致或者直接帶來信號失真,定時錯誤,不正確數據、地址和控制線以及系統錯誤甚至系統崩潰,解決不好會嚴重影響系統性能,并帶來不可估量的損失。解決這些問題的方法主要靠電路設計。因此PCB印制板的設計質量相當重要,它是把最優的設計理念轉變為現實的惟一途徑。下面討論針對在高速DSP系統中PCB板可靠性設計應注意的若干問題。

  電源設計

  高速DSP系統PCB板設計首先需要考慮的是電源設計問題。在電源設計中,通常采用以下方法來解決信號完整性問題。

  考慮電源和地的去耦

  隨著DSP工作頻率的提高,DSP和其他IC元器件趨向小型化、封裝密集化,通常電路設計時考慮采用多層板,建議電源和地都可以用專門的一層,且對于多種電源,例如DSP的I/O電源電壓和內核電源電壓不同,可以用兩個不同的電源層,若考慮多層板的加工費用高,可以把接線較多或者相對關鍵的電源用專門的一層,其他電源可以和信號線一樣布線,但要注意線的寬度要足夠。

  無論電路板是否有專門的地層和電源層,都必須在電源和地之間加一定的并且分布合理的電容。為了節省空間,減少通孔數,建議多使用貼片電容。可把貼片電容放在PCB板背面即焊接面,貼片電容到通孔用寬線連接并通過通孔與電源、地層相連。

  考慮電源分布的布線規則

  分開模擬和數字電源層

  高速高精度模擬元件對數字信號很敏感。例如,放大器會放大開關噪聲,使之接近脈沖信號,所以在板上模擬和數字部分,電源層一般是要求分開的。

  隔離敏感信號

  有些敏感信號(如高頻時鐘) 對噪聲干擾特別敏感,對它們要采取高等級隔離措施。高頻時鐘(20MHz以上的時鐘,或翻轉時間小于5ns的時鐘)必須有地線護送,時鐘線寬至少10mil,護送地線線寬至少20mil,高頻信號線的保護地線兩端必須由過孔與地層良好接觸,而且每5cm 打過孔與地層連接;時鐘發送側必須串接一個22Ω~220Ω的阻尼電阻。可避免由這些線帶來的信號噪聲所產生的干擾。

  軟、硬件抗干擾設計

  一般高速DSP應用系統PCB板都是由用戶根據系統的具體要求而設計的,由于設計能力、實驗室條件有限,如不采取完善、可靠的抗干擾措施,一旦遇到工作環境不理想、有電磁干擾就會導致DSP程序流程紊亂,當DSP正常工作代碼不能恢復時,將出現跑飛程序或死機現象,甚至會損壞某些元器件。應注意采取相應的抗干擾措施。

  硬件抗干擾設計

  硬件抗干擾效率高,在系統復雜度、成本、體積可容忍的情況下,優先選用硬件抗干擾設計。常用的硬件抗干擾技術可歸納為以下幾種:

  (1) 硬件濾波:RC 濾波器可以大大削弱各類高頻干擾信號。如可以抑制“毛刺”干擾。

  (2) 合理接地:合理設計接地系統,對于高速的數字和模擬電路系統來說,具有一個低阻抗、大面積的接地層是很重要的。地層既可以為高頻電流提供一個低阻抗的返回通路,而且使EMI、RFI變得更小,同時還對外部干擾具有屏蔽作用。PCB 設計時把模擬地和數字地分開。

  (3) 屏蔽措施:交流電源、高頻電源、強電設備、電弧產生的電火花,會產生電磁波,成為電磁干擾的噪聲源,可用金屬殼體把上述器件包圍起來,再接地,這對屏蔽通過電磁感應引起的干擾非常有效。

  (4) 光電隔離:光電隔離器可以有效地避免不同電路板間的相互干擾,高速的光電隔離器常用于DSP和其他設備(如傳感器、開關等) 的接口。

  軟件抗干擾設計

  軟件抗干擾有硬件抗干擾所無法取代的優勢,在DSP 應用系統中還應充分挖掘軟件的抗干擾能力,從而將干擾的影響抑制到最小。下面給出幾種有效的軟件抗干擾方法。

  (1) 數字濾波:模擬輸入信號的噪聲可以通過數字濾波加以消除。常用的數字濾波技術有:中值濾波、算術平均值濾波等。

  (2) 設置陷阱:在未用的程序區內設置一段引導程序,當程序受干擾跳到此區域時,引導程序將強行捕獲到的程序引導到指定的地址,在那里用專門程序對出錯程序進行處理。

  (3) 指令冗余:在雙字節指令和三字節指令后插入兩三個字節的空操作指令NOP,可以防止當DSP系統受干擾程序跑飛時,將程序自動納入正軌。

  (4) 設置看門狗定時:如失控的程序進入“死循環”,通常采用“看門狗”技術使程序脫離“死循環”。其原理是利用一個定時器,它按設定周期產生一個脈沖,如果不想產生此脈沖,DSP就應在小于設定周期的時間內將定時器清零;但當DSP程序跑飛時,就不會按規定把定時器清零,于是定時器產生的脈沖作為DSP復位信號,將DSP重新復位和初始化。

  電磁兼容性設計

  電磁兼容性是指電子設備在復雜電磁環境中仍可以正常工作的能力。電磁兼容性設計的目的是使電子設備既能抑制各種外來干擾,又能減少電子設備對其他電子設備的電磁干擾。在實際的PCB板中相鄰信號間或多或少存在著電磁干擾現象即串擾。串擾的大小與回路間的分布電容和分布電感有關。解決這種信號間的相互電磁干擾可采取以下措施:

  選擇合理的導線寬度

  由于瞬變電流在印制線條上產生的沖擊干擾主要是印制導線的電感成分引起的,而其電感量與印制導線長度成正比,與寬度成反比。所以采用短而寬的導線對抑制干擾是有利的。時鐘引線、總線驅動器的信號線常有大的瞬變電流,其印制導線要盡可能短。對于分立元件電路,印制導線寬度在1.5mm左右即可滿足要求;對于集成電路,印制導線寬度在0. 2mm~1. 0mm之間選擇。

  采用井字形網狀布線結構。

  具體做法是在PCB印制板的一層橫向布線,緊挨著的一層縱向布線。

  散熱設計

  為有利于散熱,印制板最好是自立安裝,板間距應大于2cm,同時注意元器件在印制板上的布排規則。在水平方向,大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置,從而縮短傳熱途徑;在垂直方向大功率器件盡量靠近印制板上方布置,從而減少其對別的元器件溫度的影響。對溫度較敏感的元器件盡量布放在溫度比較低的區域,而不能放在發熱量大的器件的正上方。

  在高速DSP應用系統的各項設計中,如何把完善的設計從理論轉化為現實,依賴于高質量的PCB印制板,DSP電路的工作頻率越來越高,管腳越來越密,干擾加大,如何提高信號的質量很重要。因此系統的性能是否良好,與設計者的PCB印制板質量密不可分。

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
亚洲一区二区欧美_亚洲丝袜一区_99re亚洲国产精品_日韩亚洲一区二区
在线不卡中文字幕| 一本到高清视频免费精品| 欧美国产精品久久| 久久伊人一区二区| 欧美在线三级| 亚洲欧美在线另类| 亚洲午夜一区二区| 日韩手机在线导航| 亚洲美女视频在线观看| 欧美一区2区三区4区公司二百| 亚洲视频在线观看视频| 亚洲美女电影在线| 亚洲片区在线| 亚洲精品久久嫩草网站秘色| 亚洲国产成人av在线| 国产欧美精品日韩| 国产精品揄拍500视频| 国产精品―色哟哟| 国产精品实拍| 国产精品免费看片| 免费亚洲电影在线| 欧美成人官网二区| 欧美一区二区三区免费大片| 亚洲欧美日韩视频二区| 91久久久久久久久| 亚洲精品欧美专区| 亚洲精品日产精品乱码不卡| 亚洲美女毛片| 中日韩视频在线观看| 中文在线资源观看网站视频免费不卡| 中日韩男男gay无套| 亚洲特级毛片| 亚洲欧美在线x视频| 久久国产精品99国产| 老司机精品导航| 欧美成人免费小视频| 欧美日本三级| 美女视频网站黄色亚洲| 欧美国产免费| 欧美日韩亚洲精品内裤| 国产精品进线69影院| 国产区亚洲区欧美区| 伊人精品久久久久7777| 在线高清一区| 亚洲三级观看| 亚洲一二三区精品| 欧美专区第一页| 亚洲精品国产精品久久清纯直播| 一区二区三区欧美在线| 亚洲欧美资源在线| 久久美女性网| 性做久久久久久久免费看| 久久久精品国产一区二区三区 | 亚洲视频在线观看| 欧美一区二区日韩| 久久噜噜亚洲综合| 欧美人与禽性xxxxx杂性| 国产精品免费网站| 国产主播一区二区三区四区| 国产一本一道久久香蕉| 国产精品揄拍一区二区| 在线看片成人| 中文在线资源观看网站视频免费不卡 | 亚洲精品在线一区二区| 一区二区在线观看视频| 99视频+国产日韩欧美| 性色av一区二区怡红| 亚洲日本免费| 性欧美大战久久久久久久久| 麻豆国产精品777777在线| 欧美日韩国产一区精品一区| 国产日韩欧美91| 最新成人av网站| 亚洲欧美日韩一区在线观看| 欧美影院在线| 一区二区三区鲁丝不卡| 久久久久久夜精品精品免费| 欧美日韩国产三区| 国产在线成人| 一区二区三区欧美在线观看| 亚洲第一久久影院| 亚洲女人天堂av| 欧美成人在线网站| 国产一区二区三区的电影| 亚洲精品久久久久中文字幕欢迎你| 午夜视频久久久| 久久成人国产| 亚洲欧美日韩国产中文在线| 免费人成精品欧美精品| 国产精品视频成人| 亚洲日本黄色| 亚洲第一区中文99精品| 性欧美超级视频| 欧美日韩精品在线| 国产精品日韩在线一区| 国产嫩草影院久久久久| 亚洲美女av电影| 亚洲人成在线观看网站高清| 欧美影院视频| 国产精品成人在线| 亚洲激情电影在线| 亚洲国产精品久久久久久女王| 香蕉免费一区二区三区在线观看| 欧美日韩的一区二区| 伊人久久久大香线蕉综合直播| 亚洲欧美美女| 99视频精品全国免费| 狼人天天伊人久久| 国内精品美女av在线播放| 亚洲性图久久| 亚洲一区二区三区四区中文| 久久综合色一综合色88| 国产亚洲一区二区在线观看| 亚洲欧美电影在线观看| 亚洲欧美日韩爽爽影院| 欧美三日本三级少妇三2023| 最新国产乱人伦偷精品免费网站| 亚洲第一黄网| 久久综合久久久久88| 一区在线视频观看| 久久精品九九| 快射av在线播放一区| 国语自产精品视频在线看一大j8 | 麻豆视频一区二区| 加勒比av一区二区| 久久精品五月| 久久综合一区二区| 国产综合亚洲精品一区二| 日韩亚洲欧美一区| 亚洲免费av网站| 亚洲欧美另类在线观看| 亚洲国产第一| 鲁大师成人一区二区三区| 狠狠色狠狠色综合系列| 久久精品国产77777蜜臀| 久久亚洲国产成人| 一区二区在线观看av| 亚洲欧洲午夜| 欧美激情第10页| 亚洲精品欧美日韩| 一区二区三区|亚洲午夜| 欧美揉bbbbb揉bbbbb| 一区二区激情视频| 午夜精品久久| 国产一区久久| 亚洲国产日韩美| 欧美国产日韩一区二区在线观看| 亚洲精品资源| 亚洲欧美日韩高清| 国产欧美丝祙| 久久精品国产视频| 欧美xxxx在线观看| 亚洲激情专区| 亚洲欧美日本国产专区一区| 国产欧美日韩视频一区二区| 亚洲高清视频一区二区| 欧美成人第一页| 一本色道久久88亚洲综合88| 亚洲欧美日产图| 欧美日韩大陆在线| 国产乱人伦精品一区二区| 亚洲欧美日韩另类| 老司机一区二区三区| 亚洲伦理中文字幕| 欧美亚洲在线观看| 精品成人在线视频| 在线一区观看| 国产日韩欧美视频| 亚洲欧洲日本在线| 国产精品久久久久9999高清| 久久成人久久爱| 欧美精品在线免费播放| 亚洲在线观看视频网站| 欧美1区免费| 一区二区三区四区在线| 久久性天堂网| 这里只有精品视频在线| 久久久噜噜噜久久久| 亚洲激情成人在线| 久久av一区| 亚洲人午夜精品免费| 99天天综合性| 国产欧美亚洲视频| 一本色道久久88亚洲综合88| 国产女优一区| 日韩一级片网址| 国产亚洲福利| 9人人澡人人爽人人精品| 国产欧美在线| a4yy欧美一区二区三区| 国产小视频国产精品| 99re亚洲国产精品| 国产一区二区丝袜高跟鞋图片| 正在播放欧美一区| 狠狠色综合网| 亚洲欧美日韩在线综合| 亚洲经典自拍| 久久久久久久久久久一区| 一区二区电影免费在线观看| 免费短视频成人日韩|