高速电路设计笔记----第一章

一、需求。

1、电路设计首先要做的是明确需求。

2、明确需求后需要对CPU进行选型、电源的选型、退耦电容选型。

3、画原理图需要兼顾PCB上的器件布局。中间电阻电容如果是靠近下一级,在原理图中画的时候也应该是靠近下一级处画。

4、按照PCB上电容的排列顺序绘制原理图。(就是电容不一定是按照从大到小进行排列。可能是先小的。)

二、设计的步骤:

① 在芯片的电源输入端放置一个0.1uF或者1uF的电容可以获得干净的电源。(去耦电容)

② 高速器件之间通信可能需要中间的桥接芯片进行电平转换。RS232转串口,USB转串口等,如果是HDMI等高速信号线的话,还需要在芯片的输入端串接一个0.1uF电容。做隔离。

③高速信号线走线的长度对器件的走线时序要求至关重要。

同类似的高速信号线需要走线等长。长度一致等。

④ CPU的复位和时钟电路的设计。

⑤原理图和PCB设计

第一页写原理图的结构框图等。原理图首页,绘制单板的总体框架,如果电路复杂还需要话电源架构框图、时钟拓扑图、复位链路拓扑图、中断链路拓扑图。
如果接口比较多,需要新增一页专门用于面板图示。

⑥防护和EMC设计

⑦调试。

对电源电路、逻辑设计、时钟、复位电路、高速信号走线阻抗匹配等功能模块进行测试和调试。

三、硬件设计流程

1、需求分析:①整体的性能要做到那种程度。例如:功耗、速度、带宽、处理的延时时间,数据包转发的能力等。

②功能要求:需要哪几种功能。③ 成本要求。④用户接口要求。⑤功耗要求。

2、概要设计:对需求进行各方向的任务分解。也可以说是对框架分解。

3、详细设计:每个方向完成自己相关的任务。

对于电子工程师而言,需要完成的是:

① 各个总线接口信号的定义:用的什么接口,通信用到MCU的那个引脚等。

② CPU存储空间的分配:那一块做什么处理。

③时钟、复位电路器件选型及其拓扑结构。:用多少M的时钟,用看门狗复位还是用按键复位等

④中断链路拓扑结构。MCU的中断怎么分,那个功能的优先级高等。

⑤电源电路的详细框图:(需注明各路电源的产生方式,电压、电流等)

⑥关键电源的滤波方式:

⑦逻辑器件功能及其寄存器说明书:

⑧接口定义和接口信号的连接关系。

⑨指示灯

⑩绘制原理图、BOM、制定测试计划

对于PCB工程师而言:LAYOUT

对于信号完整性工程师而言:对高速信号进行仿真。

EMC及防护设计工程师:对接口进行防护。静电、浪涌和滤波等。

四、调试

调试的步骤: ① 对电源进行检查、看是否存在短路现象。

②对电源电路、逻辑设计、时钟、复位电路等功能模块进行测试和调试。

485的接口电路设计。

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