Дизайн PCB - анализ надежности PCB - панелей в системе DSP

With the use of high-speed devices, there will be more and more high-speed DSP (digital signal processing) system designs, проблемы с обработкой сигналов в прикладных системах DSP стали важной проблемой проектирования. In this design, его особенностью является скорость передачи данных системы, частота часов и плотность цепи непрерывно возрастают, and the design of its PCB board shows completely different behavior characteristics from the low-speed design, То есть, signal integrity problems and aggravated interference problems occur., Проблема электромагнитной совместимости, etc.

Эти проблемы могут приводить к искажению сигналов, ошибкам в таймере, неточным данным, адресам и линиям управления, системным ошибкам или даже развалу системы. Если эти проблемы не будут решены, то это будет иметь серьезные последствия для функционирования системы и повлечет за собой неисчислимые потери. Решение этих проблем в основном зависит от схемы. поэтому качество конструкции панелей PCB очень важно. Это единственный путь к воплощению идеала оптимизации в реальность. Ниже рассматриваются некоторые из вопросов, которые необходимо учитывать при проектировании надёжности панели PCB в высокоскоростной системе DSP.

проектирование питания

High-speed DSP system PCB board design first needs to consider the power supply design problem. при проектировании питания, the following methods are usually used to solve signal integrity problems.

1. рассмотреть развязку питания и заземления

независимо от того, есть ли у платы специальный соединительный пласт и слой питания, a certain and reasonably distributed capacitor must be added between the power supply and the ground. чтобы сохранить пространство и уменьшить количество проходных отверстий, рекомендуется использовать больше листовых конденсаторов. конденсатор на чипе может быть установлен на обратной стороне панели PCB, То есть, сварная поверхность.

конденсатор пластинчатого типа соединяется с проходным отверстием через широкий провод и соединяется с питанием и заземлением через отверстие.

2. Wiring rules considering power distribution

отдельный слой аналогового и цифрового питания

быстродействующий аналоговый элемент высокой точности очень чувствительный к цифровым сигналам. For example, усилитель усилит шум выключателя и приблизит его к импульсному сигналу, so the analog and digital parts of the board, обычно требуется разделение слоя питания.

изоляция чувствительных сигналов

Some sensitive signals (such as high-frequency clocks) are particularly sensitive to noise interference, их необходимо изолировать на высоком уровне. The high-frequency clock (a clock above 20MHz, or a clock with a flip time of less than 5ns) must have a ground wire escort, the clock line width should be at least 10mil, ширина линии сопровождения должна составлять не менее 20 мм. Эта дыра хорошо соприкасается с землей., and every 5cm is punched to connect with the ground; a 22Ω～220Ω damping resistor must be connected in series on the clock sending side. можно избежать помех, вызываемых шумом сигнала в этих линиях.

конструкция для защиты от помех с помощью программного обеспечения

Generally, панель приложений DSP на больших скоростях PCB спроектирована пользователем в соответствии с конкретными требованиями системы. из - за ограниченности проектных возможностей и лабораторных условий, if perfect and reliable anti-interference measures are not taken, когда условия работы не идеальны, there is electromagnetic Interference will cause the DSP program flow to be disordered. когда обычный рабочий код DSP не может быть восстановлен, Программа будет запущена или разрушена, Некоторые части могут быть даже повреждены. Attention should be paid to taking corresponding anti-interference measures.

конструкция аппаратного противодействия помехам

эффективность аппаратного противодействия помехам. When the system complexity, себестоимость, and volume are tolerable, Приоритет проектирования аппаратуры против помех. Commonly used hardware anti-jamming technologies can be summarized as the following:

1) аппаратные фильтры: РК - фильтры могут значительно ослабить различные высокочастотные помехи. например, помехи от "заусенцев" могут быть подавлены.

(2) Reasonable grounding: Reasonable design of grounding system. For high-speed digital and analog circuit systems, низкое сопротивление очень важно, large-area grounding layer. залегающие пласты не только обеспечивают низкое сопротивление току высокой частоты, but also make EMI and RFI smaller, Он также экранирует внешние помехи. В период проектирования PCB аналоговое заземление от цифрового заземления.

(3) защитные меры: электрические искры, возникающие в результате электропитания переменного тока, высокочастотного электропитания, высоковольтного оборудования и дуги, могут генерировать электромагнитные волны и служить источником шумов для электромагнитных помех. металлическая оболочка может использоваться для осаждения и заземления вышеуказанного оборудования. Это очень эффективно для защиты от электромагнитной индукции.

разработка программного обеспечения против помех

Software anti-jamming has the advantage that hardware anti-jamming cannot replace. Приложение DSP, the anti-jamming ability of software should also be fully tapped to minimize the influence of interference. Ниже дается несколько эффективных способов защиты от помех.

1) цифровая фильтрация: шум аналогового входного сигнала может быть устранен с помощью цифровой фильтрации. часто используемые методы цифровой фильтрации: среднеарифметический, средний и т.д.

(2) Set trap: set up a section of boot program in the unused program area. Перейти на эту область, the boot program will forcibly guide the captured program to the specified address, использовать специальную программу для исправления ошибок. To process.

(3) избыточность команд: после двух и трех байтовых команд Вставить две или три байта неактивных команд NOP, которые предотвращают автоматический ввод программы на правильную орбиту в случае сбоев в работе системы DSP.

Iii) электромагнитная совместимость

электромагнитная совместимость означает способность электронного оборудования нормально работать в сложной электромагнитной среде. The purpose of electromagnetic compatibility design is to enable electronic equipment to suppress all kinds of external interference, можно также уменьшить электромагнитные помехи электронного оборудования другим электронным устройствам. In the actual PCB board, наличие более или менее электромагнитных помех, that is, crosstalk between adjacent signals. размер помех зависит от распределения емкости и распределенной индуктивности между контурами. To solve this kind of mutual electromagnetic interference between signals, можно принять следующие меры:

1. Выбор разумной ширины провода

влияние переходного тока на печатные линии в основном вызвано индуктивностью печатных линий, and its inductance is proportional to the length of the printed wires and inversely proportional to the width. поэтому, the use of short and wide wires is beneficial to suppress interference. сигнальная линия часового вывода и шинного привода обычно имеет более переходный ток, их печатные линии должны быть как можно короче. схема для дискретных элементов, ширина печатных линий около 1.5mm to meet the requirements; for integrated circuits, ширина линии печати между 0 и 0.2mm to 1.0 мм.

использование сетчатой структуры проводов в tic tac toe.

в частности, на одном из этажей панели PCB устанавливается горизонтальная проводка, перпендикулярная проводка на следующем этаже.

Fourth, проектирование теплоотвода

для того чтобы облегчить охлаждение, лучше установить печатные пластины самостоятельно, а расстояние между ними должно быть больше 2cm. также обратите внимание на Правила расстановки элементов на печатной доске. в горизонтальном направлении мощная деталь расположена как можно ближе к краю печатной пластины, чтобы сократить путь теплопередачи; в вертикальном направлении оборудование большой мощности находится как можно ближе к верхней части печатной платы, что снижает его воздействие на температуру других компонентов. компоненты, более чувствительные к температуре, должны, насколько это возможно, располагаться в районах с относительно низкой температурой и не должны размещаться непосредственно над оборудованием, производящим большое количество тепла.

In the various designs of high-speed DSP application systems, как превратить совершенный дизайн из теории в реальность зависит высокое качество PCB правление. The operating frequency of DSP circuits is getting higher and higher, игла уплотнялась., and the interference is increasing., как повысить качество сигнала очень важно. Therefore, качество панели PCB разработчиков PCB.