面對林林總總的元器件和復雜的電路圖,工程師們不時出現小錯誤是難免的,小編整理了10個,看看你是否曾踩過坑?
錯誤1、 我們這系統是220V供電,就不用在乎功耗問題了
點評:低功耗設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。隨著設備溫度的降低,器件壽命則相應延長(半導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、程序只要穩定就可以了,代碼長一點、效率低一點不是關鍵
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約的成本絕對是劃算的。CPLD/FPGA設計也類似。
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,但拉一個被驅動了的信號,其電流將達毫安級,現在的系統常常是地址數據各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、每一個信號的翻轉差不多都由軟件控制的,如果軟件能減少外存的訪問次數(多使用寄存 器變量、多使用內部CACHE等)、及時響應中斷(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。
錯誤6、100M的數據總線應該算高頻信號,至于這個時鐘信號頻率才8K,問題不大
點評:數據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),它的邊沿才是最關鍵的,必須保證其單調性,并且跳變時間需在一定范圍內。
點評:總的來說,去偶電容越多電源當然會更平穩,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。去偶電容的設計關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計參考,最好按手冊去做。
錯誤8、這板子的PCB設計要求不高,就用細一點的線,自動布吧點評:自動布線必然要占用更大的PCB面積,同時產生比手動布線多好多倍的過孔,在批量很大的產品中,PCB廠家在定價方面,線寬、過孔數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成本。
錯誤9、這部分電路只要要求軟件這樣設計就不會有問題
點評:硬件上很多電氣特性直接受軟件控制,但軟件是經常發生意外的,程序跑飛了之后無法預料會有什么操作。設計者應確保不論軟件做什么樣的操作硬件都不應在短時間內發生永久性損壞。
錯誤10、 既然是數字信號,邊沿當然是越陡越好
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,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,而自身在導線上的傳輸質量卻變得越差。所以能用低速芯片的盡量使用低速芯片。
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原文標題:復雜元器件和電路圖,工程師常犯的10個錯誤
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