嵌入式设计是个复杂的工程,本日就说说硬件电路设计方面的几个留意事项,首先,咱们相识下嵌入式的硬件构架。
本文引用地点:我们知道,CPU是这个系统的魂灵,所有的外围设置都与其相关联,这也突出了嵌入式设计的一个特点硬件可剪裁。在做嵌入式硬件设计中,以下几点需要存眷。
第一、电源确定
电源对付嵌入式系统中的浸染可以看做是氛围对人体的浸染,甚至更重要:人呼吸的氛围中有氧气、二氧化碳和氮气等可是含量不变,这就相当于电源系统中各类杂波,我们但愿获得纯净和不变切合要求的电源,但由于各类因素制约,只是我们的空想。这个要存眷两个方面:
a、电压
嵌入式系统需要各类量级的电源好比常见的5v、3.3v、1.8v等,为只管减小电源的纹波,在嵌入式系统中利用LDO器件。假如回收DCDC不只个头大,其纹波也是一个很头疼的问题。
b、电流
嵌入式系统的正常运行不单需要不变足够的电源,还要有足够的电流,因此在选择电源器件的时候需要思量其负载,我设计时一般留有30%的余量。
假如是多层板,电源部门在layout的时候需电源支解,这时需要留意支解路径,只管将必然量的电源安排在一起。假如是双面板,则走线宽度需要留意,在板子答允的环境下只管加宽。符合的退耦电容只管接近电源管脚。
第二、 晶振确定
晶振相当于嵌入式系统的心脏,其不变与否直接干系其运行状态和通讯机能。常见的振有无源晶振,有源晶振,首先要确定其振荡频率,其次要确定晶振范例。
a、无源晶振
其匹配电容和匹配电阻的选择,这部门一般依据参考手册。在单片机设计中,常常利用插件晶振共同瓷片电容。在ARM中,为了淘汰空间和便于布线,常常利用四角无源晶振共同贴片电容。固然我们对付牢靠晶振的匹配电路较量熟悉,可是为了到达万无一失,照旧要看参考手册确定电容巨细,是否需要匹配电阻等细节。
b、有源晶振
具有更好的更精确的时钟信号,可是对比之下,比无缘晶振价值高,因此这也是在硬件电路设计中需要存眷的本钱。
在做电路板设计时需要留意晶振走线只管接近芯片,要害信号远离时钟走线。在条件答允的环境下增加接地掩护环。假如是多层板,也要讲要害信号远离晶振的走线。
第三、 预留测试IO口
在嵌入式调试阶段,在管脚资源富厚的环境下,我凡是预留一个IO口毗连led可能喇叭,为下一步软件的编写做铺垫。在嵌入式系统运行进程中适当节制该IO接口,从而判定系统是否正常运行。
第四、外扩存储设备
一个嵌入式系统假如有电源、晶振和CPU,那么这就是我们熟悉的最小系统。假如该嵌入式系统需要运行大点的操纵系统,那么不单需要CPU具有 MMU,CPU还需要外接SDRAM和NANDFLASH。假如该cpu具有SDRAM和NANDFLASH节制器,那么在硬件设计上不消过多的思量地点线的利用。假如没有相关的节制器, 贴片铝电解电容器,那么需要留意地点线的利用。
这部门在LAYOUT的时候是一个重点,究其原因就是要使相关信号线等长以确保信号的延时相等,时钟和DQS的差分信号线走线。在布线的时候各类布线能力需要综合利用,譬喻与cpu对称漫衍,菊花链布线、T型布线,这都需要依据内存的个数几多来举办选择,一般来说个数越多,布线越巨大,可是知道其要害点,一切迎刃而解。
第五、成果接口
一个嵌入式系统最重要的就是通过各类接口来节制外围模块, 0.47uf 50v,到达设计者预设的目标。常用的接口有串口(可用来毗连蓝牙,wifi和3G等模块),USB接口、 网络接口、JTAG接口、音视频接口、HDMI接口等等。由于这些接口与外部模块毗连,做好电磁兼容设计是重要的一项事情。除此之外,在LAYOUT的时候留意差分线的利用。
第六、屏幕
这个成果之所以单独列出来,是由于其无关紧要。假如一个嵌入式系统只是作为一个毗连器毗连外围设备模块,通过相关接口毗连到电脑主机可能直接挂在网络上,那么屏幕就不需要了。可是假如做出来的是一个消费类产物,与用户交互频繁,这就不得不絮聒几句。
电容屏幕是嵌入式屏幕的首选,在电路设计中需要留意触屏毗连线和显示屏毗连线的机关。在走线的进程中只管短的接近主控cpu,同时留意配对信号走差分线,RGB节制信号走等长。各类信号走线间距遵循3W法则,制止彼此滋扰。 在屏幕的设计中,必然要确保功率和防备滋扰,以防屏幕闪屏和花屏现象的呈现。
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