Belangrijkste PCB-ontwerpvalkuilen die ingenieurs moeten vermijden

Technische fouten kunnen nooit worden vermeden. Wees niet dom om te geloven dat die fouten staan voor laag niveau of afwezigheid van excellentie in PCB-ontwerpmogelijkheden. Echter, de meeste fouten die ingenieurs maken, voortkomen uit hun overmatige overwegingen in termen van systeemefficiëntie, signaalintegriteit, laag energieverbruik en kostenbesparing. Op een andere manier gezegd, die fouten voortkomen uit "goedwillendheid". Daarom is bewustzijn over de "goedwillendheid" en tijdige vermijding van die fouten zeer gunstig voor de soepere uitvoering van uw projecten.

Systeemefficiëntie

Fout 1: Willekeurige verandering van CPU

Sommige ingenieurs observeren dat een CPU met een basisfrequentie van 100M een verwerkingscapaciteit heeft van slechts 70% en ze willen het veranderen met een 200M. In feite omvat de verwerkingscapaciteit van het systeem allerlei elementen en in het communicatieveld treedt moeilijkheid altijd op bij geheugen, wat betekent dat ondanks hoge snelheid van CPU, het nog steeds een verspilling van inspanning is met externe toegang met een lage snelheid.

Fout 2: Grotere cache leidt tot hogere systeemsnelheid.

De verbetering van cache leidt niet noodzakelijk tot hoge prestaties van het systeem en soms leidt uitschakeling van cache tot hogere snelheid van het systeem dan toepassing ervan, omdat data die in cache wordt verplaatst meerdere toepassingen moet verkrijgen tenzij systeemefficiëntie zal toenemen. Daarom wordt doorgaans alleen commando-cache geopend terwijl datacache alleen beperkt is tot gedeeltelijke opslagruimte zelfs als het geopend is.

Fout 3: Geloof dat onderbreking sneller is dan polling.

Onderbreking heeft sterke instantaneiteit maar is niet noodzakelijk snel. Als er te veel onderbrekingstaken zijn, zal het systeem snel uitvallen als gevolg van discontinuïteit van onderbrekingstaken. Als er veel frequente taken zijn, zal veel CPU-inspanning worden besteed aan kosten van onderbrekingen zodat systeemefficiëntie extreem traag zal zijn. Als polling wordt toegepast in plaats daarvan, zal systeemefficiëntie aanzienlijk verbeteren. Echter, soms voldoet polling niet aan de instantaneiteitsvereiste, dus de beste methode is om polling toe te passen in het proces van onderbreking.

Fout 4: Tijdreeks op geheugeninterfaces hoeft niet te worden gewijzigd.

Standaardwaarde op geheugeninterfaces wordt allemaal bepaald door de meest conservatieve parameters en in de praktische toepassing moet het redelijk worden gewijzigd in overeenstemming met bus werkfrequentie en wachtperiode. Soms kan frequentieverlaging efficiëntie verbeteren.

Fout 5: Meer CPU's helpen verwerkingscapaciteit te verhogen.

Men zegt vaak dat twee hoofden beter zijn dan één. Voor CPU's is dat meestal niet waar. Het aantal CPU's kan pas worden bepaald totdat er volledig begrip van het systeem is, aangezien coördinatie tussen CPU's veel kan kosten.

Signaalintegriteit

Fout 1: Over-geloof in simulatiedata.

Simulatie kan nooit hetzelfde zijn als praktisch object en verschillen kunnen optreden tussen dezelfde producten zelfs in dezelfde batch. Bovendien neemt simulatie niet alle mogelijkheden in overweging, vooral crosstalk. Daarom kan simulateresultaat slechts als referentie worden beschouwd.

Fout 2: Digitaal signaalflank moet zo steil mogelijk zijn.

Hoever de flank is, hoe breder het spectrumbereik zal zijn en hoe meer energie in hoge-frequentie deel zal zijn. Tegelijkertijd, hoe meer straling hoge-frequentie signalen zullen produceren en ze zullen gemakkelijk interfereren met andere signalen met slechte transmissiekwaliteit op leidingen. Daarom moeten lage-snelheid chips zoveel mogelijk worden toegepast.

Fout 3: Ontkoppelcondensator moet zo veel mogelijk zijn.

Over het algemeen, hoe meer ontkoppelcondensatoren er zijn, hoe stabieler de voeding zal zijn. Echter, te veel condensatoren zullen ook nadelen leiden zoals kostenverspilling, moeilijke routing en te grote inrush stroom. De sleutel tot ontkoppelcondensatorontwerp ligt in correcte selectie en plaatsing.

Energieverbruik

Fout 1: Energieverbruik kwestie verwaarlozen in het geval van 220V voeding

Het doel van laag energieverbruik ontwerp ligt niet alleen in stroom besparen, maar ook op verlaging van kosten van voedingmodule en warmteafvoersysteem. Het is duidelijk onvoldoende om voeding te overwegen bij energieverbruikskwesties aangezien energieverbruik grotendeels wordt bepaald door hoeveelheid stroom en temperatuur van componenten.

Fout 2: Alle bussignalen moeten door weerstanden worden getrokken.

Soms moeten signalen door weerstanden worden getrokken maar niet alle. De verbruikte stroom wanneer een zuivere wordt opgetrokken of afgetrokken is slechts tientallen microampère terwijl de verbruikte stroom voor opgetrokken of afgetrokken van een gedreven signaal het niveau van milliampère bereikt. Als alle signalen door weerstanden worden getrokken, moet meer energie worden verbruikt op weerstanden.

Fout 3: Ongebruikte I/O interfaces ongebruikt laten

Ongebruikte I/O interfaces op CPU en FPGA zullen mogelijk invoersignalen worden met herhalende oscillaties wanneer ze liden van zelfs een beetje interferentie van externe omgeving. Bovendien hangt energieverbruik van MOS componenten basis af van omkeer tijden van poortcircuit. Daarom is de beste oplossing om die interfaces in te stellen als uitgang die niet met signalen met drivers mag worden verbonden.

Fout 4: Zonder overweging van energieverbruik van kleine chips

Het is moeilijk om energieverbruik van relatief eenvoudige chips binnen het systeem te bepalen aangezien energieverbruik doorgaans wordt bepaald door stroom op pennen. Bijvoorbeeld, vermogenverbruik van ABT16244 is minder dan 1mA zonder last. Echter, elke pen ervan is in staat een last van 60mA aan te sturen, wat betekent dat het maximum energieverbruik met volle lasten 960mA kan bereiken. Een enorm verschil in energieverbruik treedt op.

Fout 5: Overshoot kan worden geëlimineerd door uitstekende matching.

Overshoot bestaat op bijna alle signalen behalve sommige speciale signalen zoals 100BASE-T of CML. Matching is niet nodig zolang het niet zo groot is. Extrem hoge eisen worden gewekt door matching. Bijvoorbeeld, uitgangsimpedantie van TTL is minder dan 50Ω, sommige zelfs 20Ω en als zo'n grote matching wordt geïmplementeerd op het, wordt de stroom zo groot dat energieverbruik het niet kan accepteren. Plus, signaalamplitude zal zo klein zijn dat het niet meer gebruikt kan worden. Tussen haakjes, uitgangsimpedantie is niet hetzelfde wanneer gewone signalen hoog niveau en laag niveau uitvoeren en perfecte matching kan nooit worden verkregen. Daarom is matching tussen signalen zoals TTL, LVDS en 422 acceptabel voor overshoot, wat de beste oplossing is.

Fout 6: Energieverbruikskwesties worden toegeschreven aan hardware alleen.

In een systeem is hardware verantwoordelijk voor het vestigen van een toneel terwijl software een significante rol speelt in het stuk. Elke chip bezoek en omkeeren van elk signaal worden bijna gecontroleerd door software. Implementatie van geschikte maatregelen zal veel bijdragen aan verlaging van energieverbruik.

Kostenbesparing

Fout 1: Verwaarlozen van weerstandsnauwkeurigheid van pull-up/pull-down weerstanden

Sommige ingenieurs denken dat weerstandsnauwkeurigheid van pull-up/pull-down weerstanden niet uitmaakt. Bijvoorbeeld, ze kiezen willekeurig 5K, omdat het makkelijk te berekenen is. Feitelijk bestaat weerstand van 5K niet in componentenmarkt en de dichtstbijzijnde is 4,99K (nauwkeurigheid 1%) en 5,1K (nauwkeurigheid 5%) wiens kosten respectievelijk vier keer en tweemaal groter zijn dan die van 4,7K (nauwkeurigheid 20%). Niettemin, weerstanden met weerstand wiens nauwkeurigheid 20% is komen alleen voor in type 1K, 1,5K, 2,2K, 3,3K, 4,7K en 6,8K. Met 4,99K of 5,1K met nauwkeurigheid 1% vergeleken met 4,7K met nauwkeurigheid 20%, is de eerste duidelijk kosteneffectief.

Fout 2: Willekeurige selectie van indicatielichtkleur

Sommige ingenieurs kiezen indicatielichtkleur op basis van hun gunst. Echter, technologieën op indicatielichten wier kleuren rood, groen, geel of oranje zijn, zijn al jaren ontwikkeld. Bovendien is hun prijs extreem laag. In tegenstelling, ontvangen blauwe indicatielichten relatief slechte technologierijpgheid en lage leverbetrouwbaarheid met prijs vier tot vijf keer hoger. Tot nu toe worden blauwe indicatielichten alleen toegepast in situaties waar andere kleuren nooit kunnen worden vervangen zoals videosignaalindicatie.

Fout 3: Toepassing van CPLD alleen voor topgraad

Sommige ingenieurs passen CPLD in plaats van poortcircuit van 74** toe voor topgraad. Echter, het zal resulteren in hogere kosten en veel werk voor productie en bestanden.

Fout 4: Streven naar de snelste MEM, CPU en FPGA

Geconfronteerd met hoge systeemeis, denken ingenieurs dat alle chips de snelste moeten zijn zoals MEM, CPU en FPGA. Feitelijk, in een hoge-snelheidssysteem, werken niet alle delen op hoge snelheid. Bovendien leidt component werksnelheidsverbetering tot kostenstijging en grote interferentie met signaalintegriteit.

Fout 5: Alleen vertrouwen op automatische routing

Voor PCB-ontwerp met lage ontwerpeis, vertrouwen sommige ingenieurs gewoon op automatische routing. Automatische routing neigt tot groter PCB-oppervlak en doorgat-via's die meerdere keren meer zijn dan toepassing van handmatige routing. Aangezien lijnbredte en aantal doorgat-via's direct opbrengst van PCB en boormachine verbruik beïnvloeden, wordt kosten dan sterk beïnvloed. Om kosten onder controle te krijgen, is het beter om handmatige routing optimaal te benutten.

Stuur uw PCB-ontwerpbestanden door en ontvang superieure printplaten snel en kosteneffectief!

Als een van China's toonaangevende PCB-fabrikanten met meer dan een decennium ervaring in het bedienen van de elektronica-industrie, is PCBCart volledig in staat om elk op maat ontworpen circuit in printplaten om te zetten met alle verwachte functies en prestaties. We zijn ook erg goed in het voldoen aan klanten speciale eisen, vooral wanneer het aankomt op levertijd, budgetcontrole en aangepaste test. Voel u vrij om op de onderstaande knoppen te klikken om uw PCB-kosten te krijgen, of u kunt ons gewoon hier bereiken voor meer informatie en handmatige offerte.

Nuttige bronnen

• De belangrijkste PCB-ontwerp regels die u moet kennen
• Algemeen geziene PCB-ontwerp problemen
• Mogelijke problemen en oplossingen in het proces van PCB-ontwerp
• Hoe high-quality PCB's te ontwerpen
• Volledige PCB-fabricageservice van PCBCart - Meerdere waardevolgende opties
• Geavanceerde PCB-assemblageservice van PCBCart - Vanaf 1 stuk