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嵌入式硬件电路设计基本功

我走的电子开发道路其实和大多数人说的一样,基本的路线为模拟电子(熟练)→数字电路设计(掌握)→单片机(项目开发)→ARM硬件设计(项目开发)→linux学习→linux驱动学习→ARM&linux

  我走的电子开发路途其实和大多数人说的相同,根本的道路为模仿电子(娴熟)→数字电路规划(把握)→单片机(项目开发)→ARM硬件规划(项目开发)→linux学习→linux驱动学习→ARM&linux底层开发(项目开发)→ARM&linux顶层开发(项目开发)→项目经理。我现在还在路上折腾,现在将我的经历和心得拿来给咱们共享,期望关于新手有学习。

  嵌入式规划是个巨大的工程,今日就说说硬件电路规划方面的几个留意事项,首要,咱们了解下嵌入式的硬件构架。

  咱们知道,CPU是这个体系的魂灵,全部的外围装备都与其相关联,这也突出了嵌入式规划的一个特色硬件可取舍。在做嵌入式硬件规划中,以下几点需求重视。

  榜首、电源确认

  电源关于嵌入式体系中的效果能够看做是空气对人体的效果,乃至更重要:人呼吸的空气中有氧气、二氧化碳和氮气等可是含量安稳,这就相当于电源体系中各种杂波,咱们期望得到纯洁和安稳符合要求的电源,但因为各种因素限制,仅仅咱们的愿望。这个要重视两个方面:

  a、电压

  嵌入式体系需求各种量级的电源比方常见的5v、3.3v、1.8v等,为尽量减小电源的纹波,在嵌入式体系中运用LDO器材。假如选用DCDC不只个头大,其纹波也是一个很头疼的问题。

  b、电流

  嵌入式体系的正常运转不光需求安稳满足的电源,还要有满足的电流(其实便是功率到达要求),因而在挑选电源器材的时分需求考虑其负载,我规划时一般留有30%的余量。

  假如是多层板,电源部分在layout的时分需电源切割,这时需求留意切割途径,尽量将一定量的电源放置在一起。假如是双面板,则走线宽度需求留意,在板子答应的情况下尽量加宽。适宜的退耦电容尽量接近电源管脚。

  第二、 晶振确认

  晶振相当于嵌入式体系的心脏,其安稳与否直接关系其运转状况和通讯功用。常见的振有无源晶振,有源晶振,首要要确认其振动频率,其非必须确认晶振类型。

  a、无源晶振

  其匹配电容和匹配电阻的挑选,这部分一般根据参考手册。在单片机规划中,常常运用插件晶振合作瓷片电容。在ARM中,为了削减空间和便于布线,常常运用四角无源晶振合作贴片电容。尽管咱们关于固定晶振的匹配电路比较了解,可是为了到达满有把握,仍是要看参考手册确认电容巨细,是否需求匹配电阻等细节。

  b、有源晶振

  具有更好的更精确的时钟信号,可是相比之下,比无缘晶振价格高,因而这也是在硬件电路规划中需求重视的本钱。

  在做电路板规划时需求留意晶振走线尽量接近芯片,要害信号远离时钟走线。在条件答应的情况下添加接地保护环。假如是多层板,也要讲要害信号远离晶振的走线。

  第三、 预留测验IO口

  在嵌入式调试阶段,在管脚资源丰富的情况下,我一般预留一个IO口衔接led或许喇叭,为下一步软件的编写做衬托。在嵌入式体系运转过程中恰当操控该IO接口,然后判别体系是否正常运转。

  第四、外扩存储设备

  一个嵌入式体系假如有电源、晶振和CPU,那么这便是咱们了解的最小体系。假如该嵌入式体系需求运转大点的操作体系,那么不光需求CPU具有MMU,CPU还需求外接SDRAM和NANDFLASH。假如该cpu具有SDRAM和NANDFLASH操控器,那么在硬件规划上不必过多的考虑地址线的运用。假如没有相关的操控器,那么需求留意地址线的运用。

  这部分在LAYOUT的时分是一个要点,究其原因便是要使相关信号线等长以保证信号的延时持平,时钟和DQS的差分信号线走线。在布线的时分各种布线技巧需求归纳运用,例如与cpu对称散布,菊花链布线、T型布线,这都需求根据内存的个数多少来进行挑选,一般来说个数越多,布线越杂乱,可是知道其要害点,全部方便的解决。

  第五、功用接口

  一个嵌入式体系最重要的便是通过各种接口来操控外围模块,到达规划者预设的意图。常用的接口有串口(可用来衔接蓝牙,wifi和3G等模块),USB接口、 网络接口、JTAG接口、音视频接口、HDMI接口等等。因为这些接口与外部模块衔接,做好电磁兼容规划是重要的一项作业。除此之外,在LAYOUT的时分留意差分线的运用。

  第六、屏幕

  这个功用之所以独自列出来,是因为其可有可无。假如一个嵌入式体系仅仅作为一个衔接器衔接外围设备模块,通过相关接口衔接到电脑主机或许直接挂在网络上,那么屏幕就不需求了。可是假如做出来的是一个消费类产品,与用户交互频频,这就不得不啰嗦几句。

  电容屏幕是嵌入式屏幕的首选,在电路规划中需求留意触屏衔接线和显示屏衔接线的布局。在走线的过程中尽量短的接近主控cpu,一起留意配对信号走差分线,RGB操控信号走等长。各种信号走线距离遵从3W规矩,避免彼此搅扰。 在屏幕的规划中,一定要保证功率和避免搅扰,以防屏幕闪屏和花屏现象的呈现。

  以上便是我做嵌入式板子规划中的一些经历,有些经历是通过悲痛经历取得的。期望对你有所启示。

linux操作体系文章专题:linux操作体系详解(linux不再难明)

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