Самые распространенные ошибки, которые инженеры склонны совершать при проектировании печатных плат

Инженерных ошибок никогда не избежать. Не будьте глупы, полагая, что эти ошибки означают низкий уровень или отсутствие совершенства в возможностях проектирования печатных плат. Тем не менее, большинство ошибок, которые допускают инженеры, проистекают из их чрезмерных соображений относительно эффективности системы, целостности сигнала, низкого энергопотребления и экономии средств. Иными словами, эти ошибки являются результатом «доброты». Поэтому осознание «доброты» и своевременное предотвращение этих ошибок очень полезно для беспрепятственной реализации ваших проектов.

Эффективность системы

Ошибка 1:случайное изменение ЦП

Некоторые инженеры отмечают, что процессор с базовой частотой 100M имеет вычислительную мощность всего 70%, и они хотели бы заменить ее на 200M. На самом деле, вычислительная мощность системы включает в себя все виды элементов, а в области связи всегда возникают трудности с памятью, а это означает, что, несмотря на высокую скорость процессора, это все равно пустая трата усилий при внешнем визите с низкой скоростью. .

Ошибка 2:Чем больше кэш, тем выше скорость системы.

Улучшение кеша не обязательно приводит к повышению производительности системы, а иногда отключение кеша приводит к более высокой скорости системы, чем его применение, потому что данные, которые перемещаются в кеш, должны получать несколько приложений, если эффективность системы не будет увеличена. Поэтому, как правило, открывается только кеш команд, а кеш данных ограничен только частичным пространством для хранения, даже если он открыт.

Ошибка 3:Считать, что прерывание выполняется быстрее, чем запрос.

Прерывание имеет сильную мгновенность, но оно не обязательно быстрое. Если миссий по прерыванию слишком много, система скоро выйдет из строя из-за прерывания миссий по прерыванию. Если есть много частых задач, много усилий ЦП будет потрачено на стоимость прерываний, поэтому эффективность системы будет чрезвычайно низкой. Если вместо этого применить запрос, эффективность системы значительно улучшится. Однако иногда запрос не соответствует требованию мгновенности, поэтому лучше всего применять запрос в процессе прерывания.

Ошибка 4:временная последовательность на интерфейсах памяти не нуждается в модификации.

Значение по умолчанию на интерфейсах памяти определяется наиболее консервативными параметрами и в практическом применении должно быть разумно изменено в соответствии с частотой работы шины и периодом ожидания. Иногда снижение частоты может повысить эффективность.

Ошибка 5:большее количество процессоров поможет увеличить вычислительную мощность.

Часто говорят, что две головы лучше, чем одна. Для процессоров это обычно не так. Количество ЦП не может быть определено до тех пор, пока не будет получено полное представление о системе, поскольку координация между ЦП может стоить дорого.

Целостность сигнала

Ошибка 1:чрезмерное доверие данным моделирования.

Моделирование никогда не может быть таким же, как практический объект, и между одними и теми же продуктами могут возникать различия даже в одной и той же партии. Кроме того, при моделировании не учитываются все возможности, особенно перекрестные помехи. Поэтому результат моделирования можно рассматривать только как справочный.

Ошибка 2:Край цифрового сигнала должен быть максимально крутым.

Чем круче край, тем шире будет спектральный диапазон и тем больше энергии будет в высокочастотной части. Между тем, тем больше будут излучать высокочастотные сигналы, и они легко будут мешать другим сигналам с плохим качеством передачи по отведениям. Поэтому низкоскоростных чипов нужно применять как можно больше.

Ошибка 3:Развязывающих конденсаторов должно быть как можно больше.

Вообще говоря, чем больше развязывающих конденсаторов, тем более стабильной будет мощность. Однако слишком большое количество конденсаторов также приведет к некоторым недостаткам, таким как пустая трата средств, сложная разводка и слишком большой импульсный ток питания. Ключ к развязке конструкции емкости заключается в правильном выборе и размещении.

Потребление энергии

Ошибка 1:Пренебрежение проблемой энергопотребления при питании от сети 220В

Цель конструкции с низким энергопотреблением заключается не только в энергосбережении, но и в снижении стоимости силового модуля и системы отвода тепла. Очевидно, что недостаточно учитывать источник питания при решении вопросов энергопотребления, поскольку энергопотребление в основном определяется величиной тока и температурой компонентов.

Ошибка 2:Все сигналы шины должны тянуться резисторами.

Иногда сигналы нужно тянуть резисторами, но не все. Ток, потребляемый при подтягивании или опускании чистого сигнала, составляет всего несколько десятков микроампер, в то время как ток, потребляемый при подтягивании или опускании управляемого сигнала, достигает уровня миллиампер. Если все сигналы вытягиваются резисторами, на резисторы приходится потреблять больше энергии.

Ошибка 3:оставлять неиспользуемые интерфейсы ввода/вывода неиспользуемыми

Неиспользуемые интерфейсы ввода-вывода на ЦП и ПЛИС, возможно, станут входными сигналами с повторяющимися колебаниями, когда на них будет воздействовать даже небольшое вмешательство внешней среды. Кроме того, энергопотребление компонентов МОП в основном зависит от времени обращения схемы затвора. Поэтому лучшим решением будет установить в качестве выхода те интерфейсы, которые не должны быть связаны с сигналами с драйверами.

Ошибка 4:Не учитывать энергопотребление маленьких чипов

Определить энергопотребление относительно простых микросхем внутри системы сложно, так как энергопотребление обычно определяется током на выводах. Например, потребляемая мощность ABT16244 составляет менее 1 мА без нагрузки. Однако каждый его вывод способен управлять нагрузкой в ​​60 мА, а это означает, что максимальное потребление энергии при полной нагрузке может достигать 960 мА. Имеет место огромная разница в энергопотреблении.

Ошибка 5:перерегулирование можно устранить за счет идеального сопоставления.

Перерегулирование существует почти для всех сигналов, за исключением некоторых специальных сигналов, таких как 100BASE-T или CML. Сопоставление не требуется, если оно не такое большое. Чрезвычайно высокие требования предъявляются к подбору. Например, выходное сопротивление ТТЛ меньше 50 Ом, а у некоторых даже 20 Ом, и если на нем реализовать такое большое согласование, то ток станет настолько большим, что энергопотребление не сможет его принять. Кроме того, амплитуда сигнала будет настолько мала, что его нельзя будет использовать повторно. Кстати, выходное сопротивление не то же самое, когда обычные сигналы выводят высокий и низкий уровень, и идеальное согласование также никогда не может быть достигнуто. Таким образом, согласование между такими сигналами, как TTL, LVDS и 422, может быть приемлемым для перерегулирования, что является лучшим решением.

Ошибка 6:Проблемы с энергопотреблением связаны только с аппаратным обеспечением.

В системе аппаратное обеспечение отвечает за создание сцены, в то время как программное обеспечение играет значительную роль в игре. Каждое посещение чипа и развороты каждого сигнала практически контролируются программным обеспечением. Реализация подходящих мер будет способствовать снижению потребления энергии.

Экономия затрат

Ошибка 1:Пренебрежение точностью сопротивления подтягивающих/подтягивающих резисторов

Некоторые инженеры не думают, что точность сопротивления подтягивающих/подтягивающих резисторов имеет значение. Например, они склонны выбирать случайным образом 5К, так как это легко вычислить. На самом деле, однако, сопротивление 5K не существует на рынке компонентов, и наиболее близкими являются 4,99K (точность 1%) и 5,1K (точность 5%), стоимость которых соответственно в четыре и в два раза больше, чем у 4,7К (точность 20%). Тем не менее, резисторы с сопротивлением, точность которых составляет 20%, бывают только типа 1К, 1,5К, 2,2К, 3,3К, 4,7К и 6,8К. При 4,99 К или 5,1 К с точностью 1 % по сравнению с 4,7 К с точностью 20 % первый из них, очевидно, более экономичен.

Ошибка 2:Случайный выбор цвета индикатора

Некоторые инженеры подбирают световой индикатор в зависимости от их предпочтения. Однако технологии световой индикации красного, зеленого, желтого или оранжевого цвета разрабатывались в течение нескольких лет. Кроме того, их цена чрезвычайно низка. Напротив, синие световые индикаторы имеют относительно плохую технологическую зрелость и низкую надежность поставок, а цена в четыре-пять раз выше. До сих пор синие световые индикаторы применялись только в ситуациях, когда другие цвета невозможно заменить, например, при индикации видеосигнала.

Ошибка 3:Применение CPLD только для высшего сорта

Некоторые инженеры применяют CPLD вместо схемы затвора 74 ** для высшего класса. Однако это приведет к более высоким затратам и большому объему работы для производства и файлов.

Ошибка 4:Стремление к самым быстрым MEM, CPU и FPGA

Столкнувшись с высокими системными требованиями, инженеры считают, что все чипы должны быть самыми быстрыми, например, MEM, CPU и FPGA. На самом деле в высокоскоростной системе не все части работают на высокой скорости. Более того, повышение скорости работы компонентов приводит к увеличению стоимости и большим помехам для целостности сигнала.

Ошибка 5:полагаться только на автоматическую маршрутизацию

Для проектирования печатных плат с низкими требованиями к дизайну некоторые инженеры просто полагаются на автоматическую трассировку. Автоматическая трассировка, как правило, приводит к увеличению площади печатной платы и сквозных отверстий, которые в несколько раз больше, чем при ручной трассировке. Поскольку ширина линии и количество сквозных отверстий напрямую влияют на выход печатных плат и потребление бурильщика, это сильно влияет на стоимость. Чтобы контролировать расходы, лучше использовать маршрутизацию вручную.

Отправьте файлы проекта печатной платы и получите высококачественные печатные платы быстро и недорого!

Являясь одним из ведущих производителей печатных плат в Китае с более чем десятилетним опытом работы в электронной промышленности, компания PCBCart способна быстро воплотить в печатные платы любую специально разработанную схему со всеми ожидаемыми функциями и производительностью. Мы также очень хорошо умеем удовлетворять особые требования клиентов, особенно когда речь идет о сроках выполнения заказов, контроле бюджета и индивидуальных испытаниях. Не стесняйтесь нажимать кнопки ниже, чтобы узнать стоимость своих печатных плат, или вы можете просто связаться с нами здесь для получения дополнительной информации и расценок вручную.

Полезные ресурсы
• Основные правила проектирования печатных плат, которые необходимо знать
• Часто встречающиеся проблемы при проектировании печатных плат
• Возможные проблемы и решения в процессе проектирования печатных плат
• Как проектировать высокие -Качественные печатные платы
• Полнофункциональная услуга по изготовлению печатных плат от PCBCart - Множество дополнительных опций
• Усовершенствованная услуга по сборке печатных плат от PCBCart - Начните с 1 шт.