面對林林總總的元器件和復(fù)雜的電路圖,工程師們不時出現(xiàn)小錯誤是難免的,小編整理了10個,看看你是否曾踩過坑?
錯誤1、 我們這系統(tǒng)是220V供電,就不用在乎功耗問題了
點評:低功耗設(shè)計并不僅僅是為了省電,更多的好處在于降低了電源模塊及散熱系統(tǒng)的成本,由于電流的減小也減少了電磁輻射和熱噪聲的干擾。隨著設(shè)備溫度的降低,器件壽命則相應(yīng)延長(半導(dǎo)體器件的工作溫度每提高10度,壽命則縮短一半)。功耗問題隨時都要考慮到。
錯誤2、程序只要穩(wěn)定就可以了,代碼長一點、效率低一點不是關(guān)鍵
點評:CPU的速度和存儲器的空間都是用錢買來的,如果寫代碼時多花幾天時間提高一下程序效率,那么從降低CPU主頻和減少存儲器容量所節(jié)約的成本絕對是劃算的。CPLD/FPGA設(shè)計也類似。
點評:信號需要上下拉的原因很多,但也不是個個都要拉。上下拉電阻拉一個單純的輸入信號,電流也就幾十微安以下,但拉一個被驅(qū)動了的信號,其電流將達(dá)毫安級,現(xiàn)在的系統(tǒng)常常是地址數(shù)據(jù)各32位,可能還有244/245隔離后的總線及其它信號,都上拉的話,幾瓦的功耗就耗在這些電阻上了。
錯誤4、這些信號怎么都有過沖啊?只要匹配得好,就可以消除了
點評:除了少數(shù)特定信號外(如100BASE-T、CML),都是有過沖的,只要不是很大,并不一定都需要匹配,即使匹配也并非要匹配得最好。象TTL的輸出阻抗不到50歐姆,有的甚至20歐姆,如果也用這么大的匹配電阻的話,那電流就非常大了,功耗是無法接受的,另外信號幅度也將小得不能用,再說一般信號在輸出高電平和輸出低電平時的輸出阻抗并不相同,也辦法做到完全匹配。所以,TTL、LVDS、422等信號的匹配只要做到過沖可以接受即。
錯誤5、降低功耗都是硬件人員的事,與軟件沒關(guān)系
點評:硬件只是搭個舞臺,唱戲的卻是軟件,總線上幾乎每一個芯片的訪問、每一個信號的翻轉(zhuǎn)差不多都由軟件控制的,如果軟件能減少外存的訪問次數(shù)(多使用寄存 器變量、多使用內(nèi)部CACHE等)、及時響應(yīng)中斷(中斷往往是低電平有效并帶有上拉電阻)及其它爭對具體單板的特定措施都將對降低功耗作出很大的貢獻(xiàn)。
錯誤6、100M的數(shù)據(jù)總線應(yīng)該算高頻信號,至于這個時鐘信號頻率才8K,問題不大
點評:數(shù)據(jù)總線的值一般是由控制信號或時鐘信號的某個邊沿來采樣的,只要爭對這個邊沿保持足夠的建立時間和保持時間即可,此范圍之外有干擾也罷過沖也罷都不會有多大影響(當(dāng)然過沖最好不要超過芯片所能承受的最大電壓值),但時鐘信號不管頻率多低(其實頻譜范圍是很寬的),它的邊沿才是最關(guān)鍵的,必須保證其單調(diào)性,并且跳變時間需在一定范圍內(nèi)。
點評:總的來說,去偶電容越多電源當(dāng)然會更平穩(wěn),但太多了也有不利因素:浪費成本、布線困難、上電沖擊電流太大等。去偶電容的設(shè)計關(guān)鍵是要選對容量并且放對地方,一般的芯片手冊都有爭對去偶電容的設(shè)計參考,最好按手冊去做。
錯誤8、這板子的PCB設(shè)計要求不高,就用細(xì)一點的線,自動布吧點評:自動布線必然要占用更大的PCB面積,同時產(chǎn)生比手動布線多好多倍的過孔,在批量很大的產(chǎn)品中,PCB廠家在定價方面,線寬、過孔數(shù)量是重要的考量因素,它們分別影響到PCB的成品率和鉆頭的消耗數(shù)量,此外PCB板的面積也是影響價格的一方面。所以自動布線勢必會增加線路板的生產(chǎn)成本。
錯誤9、這部分電路只要要求軟件這樣設(shè)計就不會有問題
點評:硬件上很多電氣特性直接受軟件控制,但軟件是經(jīng)常發(fā)生意外的,程序跑飛了之后無法預(yù)料會有什么操作。設(shè)計者應(yīng)確保不論軟件做什么樣的操作硬件都不應(yīng)在短時間內(nèi)發(fā)生永久性損壞。
錯誤10、 既然是數(shù)字信號,邊沿當(dāng)然是越陡越好
點評:邊沿越陡,其頻譜范圍就越寬,高頻部分的能量就越大;頻率越高的信號就越容易輻射(如微波電臺可做成手機(jī),而長波電臺很多國家都做不出來),也就越容易干擾別的信號,而自身在導(dǎo)線上的傳輸質(zhì)量卻變得越差。所以能用低速芯片的盡量使用低速芯片。
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數(shù)字信號
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原文標(biāo)題:復(fù)雜元器件和電路圖,工程師常犯的10個錯誤
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