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工控電路板設計過程中的常見誤區
2019-08-07 18:34:47 新聞來源:草莓視頻app污下載:深圳市澤創偉業科技有限公司
工控電(dian)路(lu)(lu)板(ban)(ban)是指工業(ye)控制所專用(yong)的(de)或通(tong)用(yong)的(de)電(dian)路(lu)(lu)板(ban)(ban),一般的(de)工控電(dian)路(lu)(lu)板(ban)(ban)底層的(de)電(dian)路(lu)(lu)都是做好了的(de),預(yu)留有IO,買了工控電(dian)路(lu)(lu)板(ban)(ban)后,在電(dian)路(lu)(lu)板(ban)(ban)上(shang)預(yu)留的(de)輸入輸出(chu)口(kou)接(jie)上(shang)用(yong)戶自己的(de)器件,比如電(dian)機,電(dian)磁閥,傳(chuan)感(gan)器從而完(wan)成自己想要完(wan)成的(de)功能 。
工控電路板的工作原理如下:
在電(dian)路板下面,是錯落(luo)有(you)致的電(dian)路布線;在上面,則為棱角(jiao)分(fen)明的各個核心部件:插槽(cao)、芯片、電(dian)阻、電(dian)容等。
當(dang)主機加電(dian)時,電(dian)流會在瞬間通(tong)過CPU、南北橋芯片、內存插(cha)槽(cao)、AGP插(cha)槽(cao)、PCI插(cha)槽(cao)、IDE接口(kou)以及主板邊緣的(de)串(chuan)口(kou)、并口(kou)、PS/2接口(kou)等。隨后,主板會根據BIOS(基本(ben)輸(shu)入(ru)輸(shu)出系統(tong))來(lai)識別硬件,并進入(ru)操(cao)作系統(tong)發揮出支(zhi)撐(cheng)系統(tong)平臺(tai)工作的(de)功能。
工控主板的(de)特點:將不同(tong)電(dian)壓的(de)用(yong)電(dian)器連接(jie)(jie)在(zai)一(yi)起,并(bing)提供相應的(de)電(dian)源(yuan);將不同(tong)功能的(de)用(yong)電(dian)器連接(jie)(jie)在(zai)一(yi)起,使(shi)它們相互傳遞信息;接(jie)(jie)收外來數(shu)據(ju)(ju),并(bing)給其它設備(bei)處理(li);將內部設備(bei)處理(li)的(de)數(shu)據(ju)(ju)集中,并(bing)傳遞給外界;平衡電(dian)腦中的(de)數(shu)據(ju)(ju)、能源(yuan)、速度、溫度、電(dian)流等(deng)。
然而在工控電路板設計過程中,有幾個常見的誤區:
誤(wu)區一:這(zhe)板子的PCB設計要求不高,就用(yong)細一點的線,自動布吧
解讀:自動布(bu)線必然要占用更大的(de)PCB面積,同時產(chan)生比手動布(bu)線多好多倍(bei)的(de)過孔,在批量(liang)很大的(de)產(chan)品中(zhong),PCB廠家降價所考(kao)慮的(de)因(yin)素(su)除(chu)了(le)商(shang)務因(yin)素(su)外,就是線寬(kuan)和過孔數量(liang),它們分(fen)別影響(xiang)到PCB的(de)成品率和鉆頭的(de)消耗(hao)數量(liang),節(jie)約了(le)供(gong)應商(shang)的(de)成本,也就給降價找到了(le)理由(you)。
誤區(qu)二(er):這些總線信號(hao)都(dou)用電阻拉一下,感覺放心(xin)些。
解(jie)讀:電路(lu)設計的(de)14個誤(wu)區解(jie)讀:信號需(xu)要上下拉(la)的(de)原(yuan)因很(hen)多,但也不是(shi)個個都要拉(la)(la)。上(shang)下(xia)拉(la)(la)電(dian)阻(zu)拉(la)(la)一個單(dan)純(chun)的(de)(de)(de)輸入信(xin)號,電(dian)流(liu)也就(jiu)幾十微安(an)以下(xia),但拉(la)(la)一個被驅動了的(de)(de)(de)信(xin)號,其(qi)電(dian)流(liu)將達毫安(an)級,現在的(de)(de)(de)系統(tong)常(chang)常(chang)是(shi)地址數據各32位,可能還(huan)有244/245隔離后(hou)的(de)(de)(de)總線及其(qi)它(ta)信(xin)號,都上(shang)拉(la)(la)的(de)(de)(de)話,幾瓦的(de)(de)(de)功耗就(jiu)耗在這些電(dian)阻(zu)上(shang)了。
誤區三:CPU和FPGA的(de)這些不用(yong)的(de)I/O口怎么(me)處理呢?先讓它(ta)空著吧,以后再說。
解讀:不(bu)(bu)用的(de)(de)I/O口如果(guo)懸空(kong)的(de)(de)話,受外界的(de)(de)一點(dian)點(dian)干(gan)擾就可能成(cheng)為反復振蕩的(de)(de)輸入信號了,而MOS器件的(de)(de)功耗基本取決于門電路的(de)(de)翻轉次(ci)數(shu)。如果(guo)把它上拉的(de)(de)話,每個引腳也會(hui)有微(wei)安級的(de)(de)電流,所以最好的(de)(de)辦法是設成(cheng)輸出(當(dang)然外面不(bu)(bu)能接其它有驅動的(de)(de)信號)
現象四:這(zhe)款FPGA還剩這(zhe)么(me)多門用不完,可(ke)盡情發揮吧
解讀:FGPA的(de)(de)功耗(hao)與被使用的(de)(de)觸(chu)發(fa)器(qi)數量(liang)及其翻(fan)(fan)轉次數成(cheng)正比,所(suo)以同一型號的(de)(de)FPGA在不同電路(lu)不同時(shi)刻的(de)(de)功耗(hao)可能相差100倍。盡量(liang)減少高速翻(fan)(fan)轉的(de)(de)觸(chu)發(fa)器(qi)數量(liang)是降低FPGA功耗(hao)的(de)(de)根本方法(fa)。
誤區五:這(zhe)些(xie)小(xiao)芯片的功耗都(dou)很(hen)低,不用考慮
解讀:對于內(nei)部(bu)不太復雜的芯片功耗是(shi)很難確定(ding)的,它主要由(you)引腳(jiao)上的電(dian)流確定(ding),一個(ge)ABT16244,沒(mei)有負載(zai)的話耗電(dian)大(da)概不到1毫(hao)安(an),但它的指標是(shi)每個(ge)腳(jiao)可(ke)驅動60毫(hao)安(an)的負載(zai)(如匹配幾十歐姆的電(dian)阻),即滿(man)負荷的功耗最大(da)可(ke)達60*16=960mA,當(dang)然只(zhi)是(shi)電(dian)源(yuan)電(dian)流這么大(da),熱量都(dou)落到負載(zai)身上了。
誤區六:存儲器(qi)有(you)這么多控制信號,我(wo)這塊板子(zi)只需要(yao)用OE和WE信號就(jiu)可(ke)以(yi)了(le),片選就(jiu)接地吧,這樣(yang)讀(du)操(cao)作(zuo)時數據出(chu)來得快多了(le)。
解讀:大部分存儲器的(de)功(gong)耗在片(pian)選有(you)效(xiao)時(不論(lun)OE和(he)WE如何)將比片(pian)選無效(xiao)時大100倍以上,所以應盡(jin)(jin)可能使用(yong)CS來(lai)控制(zhi)芯(xin)片(pian),并且在滿(man)足其它要求的(de)情況下盡(jin)(jin)可能縮短(duan)片(pian)選脈沖的(de)寬度。
解讀:硬件(jian)只是搭(da)個(ge)(ge)舞臺,唱戲(xi)的(de)(de)卻是軟件(jian),總線上幾乎每一個(ge)(ge)芯片的(de)(de)訪(fang)問、每一個(ge)(ge)信(xin)號(hao)的(de)(de)翻轉差不多(duo)(duo)都由軟件(jian)控制的(de)(de),如(ru)果軟件(jian)能減少外存(cun)的(de)(de)訪(fang)問次(ci)數(多(duo)(duo)使用(yong)寄(ji)存(cun)器(qi)變量、多(duo)(duo)使用(yong)內部CACHE等)、及時響(xiang)應中斷(duan)(duan)(中斷(duan)(duan)往往是低電(dian)平有效并帶有上拉電(dian)阻(zu))及其它(ta)爭對(dui)具體單板的(de)(de)特定措施(shi)都將對(dui)降低功(gong)耗作出很大的(de)(de)貢獻。