工控主板電路板設(shè)計(jì)過(guò)程中的常見(jiàn)誤區(qū)

2020年06月12日 11:02:34人氣：1317來(lái)源：晶創(chuàng)越世科技(北京)有限公司

　　工控電路板是指工業(yè)控制所的或通用的電路板，一般的工控電路板底層的電路都是做好了的，預(yù)留有IO，買了工控電路板后，在電路板上預(yù)留的輸入輸出口接上用戶自己的器件，比如電機(jī)，電磁閥，傳感器從而完成自己想要完成的功能。

　　在工控電路板設(shè)計(jì)過(guò)程中，有幾個(gè)常見(jiàn)的誤區(qū)：

　　誤區(qū)一：這板子的PCB設(shè)計(jì)要求不高，就用細(xì)一點(diǎn)的線，自動(dòng)布吧

　　解讀：自動(dòng)布線必然要占用更大的PCB面積，同時(shí)產(chǎn)生比手動(dòng)布線多好多倍的過(guò)孔，在批量很大的產(chǎn)品中，PCB降價(jià)所考慮的因素除了商務(wù)因素外，就是線寬和過(guò)孔數(shù)量，它們分別影響到PCB的成品率和鉆頭的消耗數(shù)量，節(jié)約了供應(yīng)商的成本，也就給降價(jià)找到了理由。

　　誤區(qū)二：這些總線信號(hào)都用電阻拉一下，感覺(jué)放心些。

　　解讀：電路設(shè)計(jì)的14個(gè)誤區(qū)解讀：信號(hào)需要上下拉的原因很多，但也不是個(gè)個(gè)都要拉。上下拉電阻拉一個(gè)單純的輸入信號(hào)，電流也就幾十微安以下，但拉一個(gè)被驅(qū)動(dòng)了的信號(hào)，其電流將達(dá)毫安級(jí)，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(hào)，都上拉的話，幾瓦的功耗就耗在這些電阻上了。

　　誤區(qū)三：CPU和FPGA的這些不用的I/O口怎么處理呢？先讓它空著吧，以后再說(shuō)。

　　解讀：不用的I/O口如果懸空的話，受外界的一點(diǎn)點(diǎn)干擾就可能成為反復(fù)振蕩的輸入信號(hào)了，而MOS器件的功耗基本取決于門電路的翻轉(zhuǎn)次數(shù)。如果把它上拉的話，每個(gè)引腳也會(huì)有微安級(jí)的電流，所以一般是設(shè)成輸出(當(dāng)然外面不能接其它有驅(qū)動(dòng)的信號(hào))

　　現(xiàn)象四：這款FPGA還剩這么多門用不完，可盡情發(fā)揮吧

　　解讀：FGPA的功耗與被使用的觸發(fā)器數(shù)量及其翻轉(zhuǎn)次數(shù)成正比，所以同一型號(hào)的FPGA在不同電路不同時(shí)刻的功耗可能相差100倍。盡量減少高速翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器數(shù)量是降低FPGA功耗的根本方法。

　　誤區(qū)五：這些小芯片的功耗都很低，不用考慮

　　解讀：對(duì)于內(nèi)部不太復(fù)雜的芯片功耗是很難確定的，它主要由引腳上的電流確定，一個(gè)ABT16244，沒(méi)有負(fù)載的話耗電大概不到1毫安，但它的指標(biāo)是每個(gè)腳可驅(qū)動(dòng)60毫安的負(fù)載(如匹配幾十歐姆的電阻)，即滿負(fù)荷的功耗大可達(dá)60*16=960mA，當(dāng)然只是電源電流這么大，熱量都落到負(fù)載身上了。

　　誤區(qū)六：存儲(chǔ)器有這么多控制信號(hào)，我這塊板子只需要用OE和WE信號(hào)就可以了，片選就接地吧，這樣讀操作時(shí)數(shù)據(jù)出來(lái)得快多了。

　　解讀：大部分存儲(chǔ)器的功耗在片選有效時(shí)(不論OE和WE如何)將比片選無(wú)效時(shí)大100倍以上，所以應(yīng)盡可能使用CS來(lái)控制芯片，并且在滿足其它要求的情況下盡可能縮短片選脈沖的寬度。

　　誤區(qū)七：這些信號(hào)怎么都有過(guò)沖??？只要匹配得好，就可消除了

　　解讀：除了少數(shù)特定信號(hào)外(如100BASE-T、CML)，都是有過(guò)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合適。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(wú)法接受的，另外信號(hào)幅度也將小得不能用，再說(shuō)一般信號(hào)在輸出高電平和輸出低電平時(shí)的輸出阻抗并不相同，也沒(méi)辦法做到*匹配。所以對(duì)TTL、LVDS、422等信號(hào)的匹配只要做到過(guò)沖可以接受即可。

　　誤區(qū)八：降低功耗都是硬件人員的事，與軟件沒(méi)關(guān)系。

　　解讀：硬件只是搭個(gè)舞臺(tái)，唱戲的卻是軟件，總線上幾乎每一個(gè)芯片的訪問(wèn)、每一個(gè)信號(hào)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(wèn)次數(shù)(多使用寄存器變量、多使用內(nèi)部CACHE等)、及時(shí)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(zhēng)對(duì)具體單板的特定措施都將對(duì)降低功耗作出很大的貢獻(xiàn)。

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