Los errores más comunes que los ingenieros tienden a cometer en el diseño de PCB

Los errores de ingeniería nunca se pueden evitar. No sea tonto al creer que esos errores representan un bajo nivel o falta de excelencia en la capacidad de diseño de PCB. Sin embargo, la mayoría de los errores que los ingenieros tienden a cometer derivan de sus consideraciones excesivas en términos de eficiencia del sistema, integridad de la señal, bajo consumo de energía y ahorro de costos. Dicho de otra manera, esos errores resultan de la "amabilidad". Por lo tanto, la conciencia sobre la "amabilidad" y la prevención oportuna de esos errores es muy beneficiosa para la implementación sin problemas de sus proyectos.

Eficiencia del sistema

Error 1:cambio aleatorio de CPU

Algunos ingenieros observan que la CPU con una frecuencia básica de 100M tiene una capacidad de procesamiento de solo el 70% y les gustaría cambiarla por una de 200M. De hecho, la capacidad de procesamiento del sistema involucra todo tipo de elementos y en el campo de la comunicación, la dificultad siempre ocurre en la memoria, lo que significa que a pesar de la alta velocidad de la CPU, sigue siendo una pérdida de esfuerzos con visitas externas a baja velocidad. .

Error 2:una caché más grande conduce a una mayor velocidad del sistema.

La mejora de la memoria caché no conduce necesariamente a un alto rendimiento del sistema y, a veces, el cierre de la memoria caché conduce a una mayor velocidad del sistema que su aplicación porque los datos que se mueven a la memoria caché tienen que obtener múltiples aplicaciones a menos que se incremente la eficiencia del sistema. Por lo tanto, generalmente solo se abre el caché de comandos, mientras que el caché de datos solo está limitado en el espacio de almacenamiento parcial, incluso si está abierto.

Error 3:creer que la interrupción es más rápida que la consulta.

La interrupción tiene una fuerte instantaneidad pero no es necesariamente rápida. Si hay demasiadas misiones de interrupción, el sistema pronto fallará como resultado de la discontinuidad de las misiones de interrupción. Si hay muchas tareas frecuentes, muchos esfuerzos de la CPU se gastarán en el costo de las interrupciones, por lo que la eficiencia del sistema será extremadamente lenta. Si se aplica la consulta en su lugar, la eficiencia del sistema mejorará en gran medida. Sin embargo, a veces, la consulta no cumple con el requisito de instantaneidad, por lo que el mejor método es aplicar la consulta en el proceso de interrupción.

Error 4:No es necesario modificar la secuencia de tiempo en las interfaces de memoria.

El valor predeterminado en las interfaces de memoria está determinado por los parámetros más conservadores y, en la aplicación práctica, debe modificarse razonablemente de acuerdo con la frecuencia de operación del bus y el período de espera. A veces, la disminución de la frecuencia puede mejorar la eficiencia.

Error 5:más CPU ayudarán a aumentar la capacidad de procesamiento.

Suele decirse que dos cabezas piensan mejor que una. Para las CPU, generalmente no es cierto. La cantidad de CPU no se puede determinar hasta que se comprenda completamente el sistema, ya que la coordinación entre las CPU puede costar mucho.

Integridad de la señal

Error 1:Creer demasiado en los datos de simulación.

La simulación nunca puede ser lo mismo que el objeto práctico y pueden ocurrir diferencias entre los mismos productos incluso en el mismo lote. Además, la simulación no tiene en cuenta todas las posibilidades, especialmente la diafonía. Por lo tanto, el resultado de la simulación solo puede considerarse una referencia.

Error 2:el borde de la señal digital debe ser lo más pronunciado posible.

Cuanto más pronunciado sea el borde, más amplio será el rango espectral y más energía habrá en la parte de alta frecuencia. Mientras tanto, más radiación producirán las señales de alta frecuencia e interferirán fácilmente con otras señales con mala calidad de transmisión en los cables. Por lo tanto, se deben aplicar tantos chips de baja velocidad como sea posible.

Error 3:el condensador de desacoplamiento debe ser el mayor posible.

En términos generales, cuantos más condensadores de desacoplamiento haya, más estable será la potencia. Sin embargo, demasiados capacitores también generarán algunas desventajas, como una pérdida de costos, un enrutamiento difícil y una corriente de impulso de alimentación demasiado grande. La clave para el diseño de capacitancia de desacoplamiento radica en la selección y ubicación correctas.

Consumo de energía

Error 1:Descuidar el problema del consumo de energía en el caso del suministro de 220V

El propósito del diseño de bajo consumo de energía no solo radica en el ahorro de energía, sino también en la disminución del costo del módulo de potencia y el sistema de disipación de calor. Obviamente, no es suficiente considerar la fuente de alimentación cuando se trata de problemas de consumo de energía, ya que el consumo de energía está determinado principalmente por la cantidad de corriente y la temperatura de los componentes.

Error 2:todas las señales del bus deben ser extraídas por resistencias.

A veces, las señales deben ser extraídas por resistencias, pero no todas. La corriente consumida cuando una señal pura sube o baja es solo decenas de microamperios, mientras que la corriente consumida para subir o bajar una señal impulsada alcanza el nivel de miliamperios. Si todas las señales son atraídas por resistencias, se debe consumir más energía en las resistencias.

Error 3:dejar sin usar las interfaces de E/S

Las interfaces de E/S no utilizadas en CPU y FPGA posiblemente se conviertan en señales de entrada con oscilaciones repetidas cuando sufren incluso una pequeña interferencia del entorno externo. Además, el consumo de energía de los componentes MOS depende básicamente de los tiempos de inversión del circuito de puerta. Por lo tanto, la mejor solución es configurar como salida aquellas interfaces que no deben conectarse con señales con controladores.

Error 4:Sin considerar el consumo de energía de pequeños chips

Es difícil determinar el consumo de energía de chips relativamente simples dentro del sistema, ya que el consumo de energía generalmente está determinado por la corriente en los pines. Por ejemplo, el consumo de energía de ABT16244 es inferior a 1 mA sin carga. Sin embargo, cada pin es capaz de manejar una carga de 60mA, lo que significa que el consumo máximo de energía con cargas completas puede alcanzar los 960mA. Se produce una gran diferencia en el consumo de energía.

Error 5:El exceso puede eliminarse mediante una excelente coincidencia.

El sobreimpulso existe en casi todas las señales excepto en algunas señales especiales como 100BASE-T o CML. La coincidencia no es necesaria siempre que no sea tan grande. Los requisitos extremadamente altos son despertados por la coincidencia. Por ejemplo, la impedancia de salida de TTL es inferior a 50 Ω, algunos incluso 20 Ω y si se implementa una coincidencia tan grande, la corriente será tan grande que el consumo de energía no la aceptará. Además, la amplitud de la señal será tan pequeña que no se podrá volver a utilizar. Por cierto, la impedancia de salida no es la misma cuando las señales ordinarias emiten un nivel alto y bajo y nunca se puede obtener una coincidencia perfecta. Por lo tanto, la coincidencia entre señales como TTL, LVDS y 422 puede ser aceptable para el sobreimpulso, que es la mejor solución.

Error 6:los problemas de consumo de energía se atribuyen solo al hardware.

En un sistema, el hardware es responsable de establecer un escenario, mientras que el software juega un papel importante en la obra. Cada visita de chip y las reversiones de cada señal están casi controladas por software. La implementación de medidas adecuadas contribuirá en gran medida a la disminución del consumo de energía.

Ahorro de costes

Error 1:Descuidar la precisión de la resistencia de las resistencias pull-up/pull-down

Algunos ingenieros no creen que la precisión de la resistencia de las resistencias pull-up/pull-down sea importante. Por ejemplo, suelen elegir al azar, 5K, ya que es fácil de calcular. De hecho, sin embargo, la resistencia de 5K no existe en el mercado de componentes y la más cercana es 4.99K (la precisión es del 1%) y 5.1K (la precisión es del 5%), cuyos costos son respectivamente cuatro y dos veces mayores que eso. de 4,7 K (la precisión es del 20 %). Sin embargo, las resistencias con resistencia cuya precisión es del 20% vienen solo en el tipo de 1K, 1.5K, 2.2K, 3.3K, 4.7K y 6.8K. Con 4,99 K o 5,1 K con una precisión del 1 % en comparación con 4,7 K con una precisión del 20 %, el primero es obviamente rentable.

Error 2:selección aleatoria del color de la luz indicadora

Algunos ingenieros eligen el color de la luz indicadora en función de su preferencia. Sin embargo, las tecnologías de luces indicadoras cuyos colores son rojo, verde, amarillo o naranja se han desarrollado durante un par de años. Además, su precio es extremadamente bajo. Por el contrario, las luces indicadoras azules reciben una madurez tecnológica relativamente mala y una baja confiabilidad del suministro con un precio de cuatro a cinco veces más alto. Hasta ahora, las luces indicadoras azules solo se aplican en situaciones en las que nunca se pueden reemplazar otros colores, como la indicación de señal de video.

Error 3:Aplicación de CPLD solo para la calificación más alta

Algunos ingenieros aplican CPLD en lugar del circuito de puerta de 74** para el grado superior. Sin embargo, dará como resultado un costo más alto y una gran cantidad de trabajo para la producción y los archivos.

Error 4:Esforzarse por el MEM, CPU y FPGA más rápidos

Enfrentados a los altos requisitos del sistema, los ingenieros simplemente piensan que todos los chips deben ser los más rápidos, como MEM, CPU y FPGA. De hecho, en un sistema de alta velocidad, no todas las partes funcionan a alta velocidad. Además, la mejora de la velocidad de trabajo de los componentes conduce a un aumento del costo y a una gran interferencia en la integridad de la señal.

Error 5:simplemente confiar en el enrutamiento automático

Para el diseño de PCB con requisitos de diseño bajos, algunos ingenieros solo dependen del enrutamiento automático. El enrutamiento automático tiende a causar un área de PCB más grande y vías de orificio pasante que son varias veces más que la aplicación del enrutamiento manual. Dado que el ancho de la línea y el número de vías de orificio pasante afectan directamente el rendimiento de la PCB y el consumo del perforador, el costo se ve muy influenciado. Para tener el costo bajo control, es mejor aprovechar al máximo el enrutamiento manual.

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