De meest voorkomende fouten die ingenieurs maken bij het ontwerpen van PCB's

Technische fouten zijn nooit te vermijden. Wees niet dom om te geloven dat die fouten staan ​​voor een laag niveau of geen uitmuntendheid in PCB-ontwerpmogelijkheden. De meeste fouten die ingenieurs maken, komen echter voort uit hun buitensporige overwegingen in termen van systeemefficiëntie, signaalintegriteit, laag energieverbruik en kostenbesparing. Anders gezegd, die fouten zijn het gevolg van "vriendelijkheid". Daarom is het bewustzijn over de "vriendelijkheid" en het tijdig vermijden van die fouten enorm gunstig voor de vlotte uitvoering van uw projecten.

Systeemefficiëntie

Fout 1:Willekeurige verandering van CPU

Sommige ingenieurs constateren dat een CPU met een basisfrequentie van 100M een verwerkingscapaciteit heeft van slechts 70% en ze zouden dit willen veranderen met een 200M. In feite omvat de verwerkingscapaciteit van het systeem allerlei elementen en op het gebied van communicatie doen zich altijd problemen voor met het geheugen, wat betekent dat het ondanks de hoge CPU-snelheid nog steeds een verspilling van inspanningen is met extern bezoek met een lage snelheid .

Fout 2:Grotere cache leidt tot hogere systeemsnelheid.

De verbetering van de cache leidt niet noodzakelijk tot hoge prestaties van het systeem en soms leidt het afsluiten van de cache tot een hogere systeemsnelheid dan de toepassing ervan, omdat gegevens die naar de cache worden verplaatst, meerdere toepassingen moeten verkrijgen, tenzij de systeemefficiëntie wordt verhoogd. Daarom wordt over het algemeen alleen de opdrachtcache geopend, terwijl de gegevenscache slechts beperkt is in de gedeeltelijke opslagruimte, zelfs als deze is geopend.

Fout 3:Geloven dat onderbreking sneller is dan vragen.

Onderbreking heeft een sterke onmiddellijkheid, maar het is niet per se snel. Als er te veel onderbrekingsmissies zijn, zal het systeem snel kapot gaan als gevolg van discontinuïteit van onderbrekingsmissies. Als er veel frequente taken zijn, zullen veel CPU-inspanningen worden besteed aan de kosten van onderbrekingen, zodat de systeemefficiëntie extreem traag zal zijn. Als in plaats daarvan query wordt toegepast, zal de systeemefficiëntie aanzienlijk verbeteren. Soms voldoet de query echter niet aan de eis van onmiddellijkheid, dus de beste methode is om de query toe te passen tijdens het onderbrekingsproces.

Fout 4:Tijdsvolgorde bij geheugeninterfaces hoeft niet te worden gewijzigd.

De standaardwaarde bij geheugeninterfaces wordt allemaal bepaald door de meest conservatieve parameters en in de praktische toepassing moet deze redelijkerwijs worden gewijzigd in overeenstemming met de bedrijfsfrequentie van de bus en de wachttijd. Soms kan een verlaging van de frequentie de efficiëntie verbeteren.

Fout 5:Meer CPU's helpen de verwerkingscapaciteit te vergroten.

Er wordt vaak gezegd dat twee hoofden beter zijn dan één. Voor CPU's is dit meestal niet waar. Het aantal CPU's kan pas worden bepaald als het systeem volledig is begrepen, aangezien coördinatie tussen CPU's veel kan kosten.

Signaalintegriteit

Fout 1:Te veel geloven in simulatiegegevens.

Simulatie kan nooit hetzelfde zijn als praktisch object en er kunnen verschillen optreden tussen dezelfde producten, zelfs in dezelfde batch. Bovendien houdt simulatie geen rekening met alle mogelijkheden, met name overspraak. Daarom kan het simulatieresultaat alleen als referentie worden beschouwd.

Fout 2:De rand van het digitale signaal moet zo steil mogelijk zijn.

Hoe steiler de rand is, hoe breder het spectrale bereik zal zijn en hoe meer energie in het hoogfrequente deel zal zijn. Ondertussen, hoe meer straling hoogfrequente signalen zullen produceren en ze zullen gemakkelijk interfereren met andere signalen met een slechte transmissiekwaliteit op kabels. Daarom moeten er zoveel mogelijk low-speed chips worden toegepast.

Fout 3:Ontkoppelcondensator moet zoveel mogelijk zijn.

Over het algemeen geldt dat hoe meer ontkoppelcondensatoren er zijn, hoe stabieler het vermogen zal zijn. Te veel condensatoren zullen echter ook leiden tot enkele nadelen, zoals verspilling van kosten, moeilijke routering en een te grote voedingsimpulsstroom. De sleutel tot het ontkoppelen van capaciteitsontwerp ligt in de juiste selectie en plaatsing.

Energieverbruik

Fout 1:Verwaarlozing van energieverbruik bij 220V voeding

Het doel van een ontwerp met een laag energieverbruik ligt niet alleen in energiebesparing, maar ook in het verlagen van de kosten van de voedingsmodule en het warmteafvoersysteem. Het is duidelijk onvoldoende om rekening te houden met de stroomvoorziening bij problemen met energieverbruik, aangezien het energieverbruik grotendeels wordt bepaald door de hoeveelheid stroom en de temperatuur van componenten.

Fout 2:Alle bussignalen moeten door weerstanden worden getrokken.

Soms moeten signalen worden getrokken door weerstanden, maar niet allemaal. De stroom die wordt verbruikt wanneer een pure omhoog of omlaag wordt getrokken, is slechts tientallen microampères, terwijl de stroom die wordt verbruikt voor het omhoog of omlaag trekken van een aangedreven signaal het niveau van milliampère bereikt. Als alle signalen door weerstanden worden getrokken, moet er meer energie op weerstanden worden verbruikt.

Fout 3:ongebruikte I/O-interfaces ongebruikt laten

Ongebruikte I/O-interfaces op CPU en FPGA zullen mogelijk ingangssignalen worden met herhalende oscillaties wanneer ze zelfs maar een beetje last hebben van interferentie van externe omgevingen. Bovendien hangt het energieverbruik van MOS-componenten in principe af van de omkeertijden van het poortcircuit. Daarom is de beste oplossing om die interfaces in te stellen als uitgangen die niet moeten worden verbonden met signalen met stuurprogramma's.

Fout 4:Zonder rekening te houden met het energieverbruik van kleine chips

Het is moeilijk om het energieverbruik van relatief eenvoudige chips in het systeem te bepalen, aangezien het energieverbruik over het algemeen wordt bepaald door de stroom op de pinnen. Het stroomverbruik van de ABT16244 is bijvoorbeeld minder dan 1 mA zonder belasting. Elke pin ervan kan echter een belasting van 60 mA aandrijven, wat betekent dat het maximale energieverbruik bij volledige belasting 960 mA kan bereiken. Er vindt een enorm verschil in energieverbruik plaats.

Fout 5:Overshoot kan worden geëlimineerd door uitstekende matching.

Overshoot bestaat op bijna alle signalen behalve enkele speciale signalen zoals 100BASE-T of CML. Matchen is niet nodig zolang het niet zo groot is. Door te matchen worden extreem hoge eisen gesteld. De uitgangsimpedantie van TTL is bijvoorbeeld minder dan 50 , sommige zelfs 20 en als er zo'n grote aanpassing op wordt geïmplementeerd, wordt de stroom zo groot dat het energieverbruik dit niet accepteert. Bovendien is de signaalamplitude zo klein dat deze niet opnieuw kan worden gebruikt. Trouwens, de uitgangsimpedantie is niet hetzelfde als gewone signalen een hoog en een laag niveau uitvoeren en perfecte afstemming kan nooit zo goed worden verkregen. Daarom kan afstemming tussen signalen zoals TTL, LVDS en 422 acceptabel zijn voor overshoot, wat de beste oplossing is.

Fout 6:Energieverbruiksproblemen worden alleen toegeschreven aan hardware.

In een systeem is hardware verantwoordelijk voor het opzetten van een podium, terwijl software een belangrijke rol speelt in het stuk. Elk chipbezoek en omkeringen van elk signaal worden bijna softwarematig bestuurd. Implementatie van geschikte maatregelen zal veel bijdragen aan het verminderen van het energieverbruik.

Kostenbesparing

Fout 1:Verwaarlozing van de weerstandsnauwkeurigheid van pull-up/pull-down-weerstanden

Sommige ingenieurs denken niet dat de weerstandsnauwkeurigheid van pull-up / pull-down-weerstanden er toe doet. Ze hebben bijvoorbeeld de neiging om willekeurig te kiezen, 5K, omdat het gemakkelijk te berekenen is. In feite bestaat er echter geen weerstand van 5K in de componentenmarkt en de dichtstbijzijnde is 4,99K (nauwkeurigheid is 1%) en 5,1K (nauwkeurigheid is 5%) waarvan de kosten respectievelijk vier keer en twee keer groter zijn dan dat van 4,7K (nauwkeurigheid is 20%). Desalniettemin zijn weerstanden met weerstand waarvan de nauwkeurigheid 20% is, alleen verkrijgbaar in het type 1K, 1,5K, 2,2K, 3,3K, 4,7K en 6,8K. Met 4,99K of 5,1K met een nauwkeurigheid van 1% vergeleken met 4,7K met een nauwkeurigheid van 20%, is de eerste duidelijk kosteneffectief.

Fout 2:Willekeurige selectie van het aangeven van de lichtkleur

Sommige ingenieurs pikken lichtkleur op op basis van hun gunst. Er zijn echter al enkele jaren technologieën ontwikkeld voor het aangeven van lichten met de kleuren rood, groen, geel of oranje. Bovendien is hun prijs extreem laag. Integendeel, blauwe indicatielichten krijgen een relatief slechte technologische volwassenheid en lage leveringsbetrouwbaarheid met een prijs die vier tot vijf keer hoger is. Tot nu toe worden blauwe indicatielampjes alleen toegepast in situaties waar andere kleuren nooit kunnen worden vervangen, zoals videosignaalindicatie.

Fout 3:Toepassing van CPLD alleen voor topkwaliteit

Sommige ingenieurs passen CPLD toe in plaats van een poortcircuit van 74** voor topkwaliteit. Het zal echter resulteren in hogere kosten en veel werk voor productie en bestanden.

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

Geconfronteerd met hoge systeemvereisten, denken ingenieurs gewoon dat alle chips de snelste moeten zijn, zoals MEM, CPU en FPGA. In een systeem met hoge snelheid werken niet alle onderdelen op hoge snelheid. Bovendien leidt verbetering van de werksnelheid van componenten tot hogere kosten en grote interferentie met de signaalintegriteit.

Fout 5:Gewoon vertrouwen op automatische routering

Voor PCB-ontwerp met een lage ontwerpvereiste, zijn sommige ingenieurs gewoon afhankelijk van automatische routering. Automatische routering heeft de neiging om een ​​groter PCB-oppervlak en doorgaande via's te veroorzaken die meerdere keren groter zijn dan de toepassing van handmatige routering. Aangezien de lijnbreedte en het aantal doorgaande via's rechtstreeks van invloed zijn op de opbrengst van PCB's en het verbruik van de boormachine, worden de kosten dan sterk beïnvloed. Om de kosten onder controle te krijgen, is het beter om het beste te maken van handmatige routering.

Stuur uw PCB-ontwerpbestanden en ontvang snel en voordelig superieure printplaten!

Als een van China's toonaangevende PCB-fabrikanten met meer dan tien jaar ervaring in het bedienen van de elektronica-industrie, is PCBCart volledig in staat om elk op maat ontworpen circuit snel in printplaten te brengen met alle verwachte functies en prestaties. We zijn ook erg goed in het voldoen aan de speciale eisen van klanten, vooral als het gaat om doorlooptijd, budgetcontrole en test op maat. Klik gerust op onderstaande knoppen om uw pcb-kosten te krijgen, of u kunt ons hier eenvoudig bereiken voor meer informatie en een handmatige offerte.

Handige bronnen
• De belangrijkste PCB-ontwerpregels die u moet kennen
• Veelvoorkomende problemen met PCB-ontwerp
• Mogelijke problemen en oplossingen in het proces van PCB-ontwerp
• Hoe hoog te ontwerpen -Kwaliteit PCB's
• Full Feature PCB-productieservice van PCBCart - Meerdere opties met toegevoegde waarde
• Geavanceerde PCB-assemblageservice van PCBCart - Start vanaf 1 stuk