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工控主板电路板设计过程中的常见误区

发布时间:2024-05-18 09:49:30 作者:触翔 点击:

     在工控主板电路板(PCB)设计过程中,一些常见的误区可能会影响到最终产品的性能、稳定性和生产成本。以下是几个重要的误区及其解释:
       工控主板的特点:将不同电压的用电器连接在一起,并提供相应的电源;将不同功能的用电器连接在一起,使它们相互传递信息;接收外来数据,并给其它设备处理;将内部设备处理的数据集中,并传递给外界,平衡电脑中的数据、能源、速度、温度、电流等。
 
        然而在工控电路板设计过程中,有几个常见的误区:

 
         误区一:这板子的PCB设计要求不高,就用细一点的线,自动布吧
 
         解读:自动布线必然要占用更大的PCB面积,同时产生比手动布线多好多倍的过孔,在批量很大的产品中,PCB厂家降价所考虑的因素除了商务因素外,就是线宽和过孔数量,它们分别影响到PCB的成品率和钻头的消耗数量,节约了供应商的成本,也就给降价找到了理由。
 
          误区二:这些总线信号都用电阻拉一下,感觉放心些。
 
          电路设计的14个误区解读:信号需要上下拉的原因很多,但也不是个个都要拉。上下拉电阻拉一个单纯的输入信号,电流也就几十微安以下,但拉一个被驱动了的信号,其电流将达毫安级,现在的系统常常是地址数据各32位,可能还有244/245隔离后的总线及其它信号,都上拉的话,几瓦的功耗就耗在这些电阻上了。
 
          误区三:CPU和FPGA的这些不用的I/O口怎么处理呢?先让它空着吧,以后再说。
 
         不用的I/O口如果悬空的话,受外界的一点点干扰就可能成为反复振荡的输入信号了,而MOS器件的功耗基本取决于门电路的翻转次数。如果把它上拉的话,每个引脚也会有微安级的电流,所以最好的办法是设成输出(当然外面不能接其它有驱动的信号)
 
          现象四:这款FPGA还剩这么多门用不完,可尽情发挥吧
   
          FGPA的功耗与被使用的触发器数量及其翻转次数成正比,所以同一型号的FPGA在不同电路不同时刻的功耗可能相差100倍。尽量减少高速翻转的触发器数量是降低FPGA功耗的根本方法。
  
           误区五:这些小芯片的功耗都很低,不用考虑
 
           对于内部不太复杂的芯片功耗是很难确定的,它主要由引脚上的电流确定,一个ABT16244,没有负载的话耗电大概不到1毫安,但它的指标是每个脚可驱动60毫安的负载(如匹配几十欧姆的电阻),即满负荷的功耗最大可达60*16=960mA,当然只是电源电流这么大,热量都落到负载身上了。
 
           误区六:存储器有这么多控制信号,我这块板子只需要用OE和WE信号就可以了,片选就接地吧,这样读操作时数据出来得快多了。
 
            大部分存储器的功耗在片选有效时(不论OE和WE如何)将比片选无效时大100倍以上,所以应尽可能使用CS来控制芯片,并且在满足其它要求的情况下尽可能缩短片选脉冲的宽度。
 
            避免这些误区,需要设计师深入理解工控主板的工作环境和要求,综合考虑性能、成本、可制造性、可维护性等多方面因素,进行合理设计。
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