PCB设计过程中的八大误区解析.doc

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1、PCB 设计过程中的八大误区解析误区一:这板子的 PCB 设计要求不高,就用细一点的线,自动布吧。点评: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。点评: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 2

2、44/245 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。点评: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)误区四:这款 FPGA 还剩这么多门用不完,可尽情发挥吧点评: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

3、。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,不用考虑点评: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。点评: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

4、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。误区七:这些信号怎么都有过冲啊?只要匹配得好,就可消除了点评:除了少数特定信号外(如 100BASE-T、CML),都是有过冲的,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最好。象 TTL 的输出阻抗不到 50 欧姆,有的甚至 20 欧姆,如果也用这么大的匹配电阻的话,那电流就非常大了,功耗是无法接受的,另外信号幅度也将小得不能用,再说一般信号在输出高电平和输出低电平时的输出阻抗并不相同,也没办法做到完全匹配。所以对 TTL、LVDS、422 等信号的匹配只要做到过冲可以接受即可。误区八:降低功耗都是硬件人员的事,与软件没关系。点评:硬件只是搭个舞台,唱戏的却是软件,总线上几乎每一个芯片的访问、每一个信号的翻转差不多都由软件控制的,如果软件能减少外存的访问次数(多使用寄存器变量、多使用内部 CACHE 等)、及时响应中断(中断往往是低电平有效并带有上拉电阻)及其它争对具体单板的特定措施都将对降低功耗作出很大的贡献。

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