硬件工程师手册
2008-09-26 19:27
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这个讲述的是硬件开发过程中遇到的问题:主要是开发的流程和相关的布线的问题,非常的有实用性和参考性,建议做硬件的人多看看。
硬件工程师的开发过程:
职责:
硬件工程师基本素质和技术:
硬件开发文档规范文件:
Dsp技术:特点和应用:内部组成单元和体系结构:内部存储器结构:引脚:
Dsp硬件设计的几个主要问题:(1)总线控制方案(2)boot loading (3)Hardware wait_states(4)I/O与中断设计(5)memory map(6)串口工作方式和时序设计(7)TAP接口
Dsp软件编程:编写源文件,编写cmd文件,编译和连接。
硬件EMC设计规范:
电磁干扰的三要素是干扰源,干扰传输途径,干扰接收器。
5-5规则:时钟频率到5mhz或脉冲上升时间小于5ns,则PCB板须采用多层板
不同电源平面不能重叠
公共阻抗耦合问题。
解决办法:数字电路和模拟应各有各的回路,最好单点接地。(2)电源线与回线越宽越好(3)缩短印制线长度(4)电源分配系统去耦(5)减小环路面积及两环路的交叉面积
一个重要的思想是:PCB上的EMC主要取决于直流电源线的Z0
可编程器件的使用
FPGA的组成与结构:CLB:configurable logic block,IOB:Input/output block。PIC:programmable Interconnected. SRAM 阵列 ,内部晶体振荡器。
FPGA 的结构特点:
Fpga的开发工具和性能:
PLD的产品性能:
VHDL语言
常用的接口及总线设计:
接口标准:
TTL电平标准:其信号速度一般限制在二,三十Mhz以内。驱动能量一般为几毫安到几十毫安。产品设计特别是总线设计时必须考虑负载能力。
CMOS电平接口:速度范围和TTL相仿,驱动能力要弱一些
EIL电平接口:为高速电气接口,速率可达几百兆,但响应的功耗大,电磁辐射与干扰较大。
RS232电平接口:电平为正负12伏
光隔离接口:能实现电气隔离,允许信号带宽一般在10M以内,更高速率的器件价格贵
共享内存接口:
并行口(PIO)接口
串行口(STI)接口
RS485:最大传输速率为10Mb/s,此时传输距离为120m。最大传输距离为1200m。发送器的芯片有MC/SN75174,接收器为MC/SN75175,两个都有的有MC75176.
第四节:单板硬件设计指南:
输入侧电源的滤波:做一个pi型滤波器,第一个电容的作用有两,第一个时因为要给电容充电,因此限制了上电瞬间的电压上升率,另外一个时滤除了输入侧电路的纹波。一般为胆电容。电感为10uH。输出侧的电容为直流电容10uf,交流电容0.01~1uf。
上拉电阻的选取原则:
(1) 提高灌电流的能力
(2) 电平兼容
(3) 电平稳态的特性
(4) 器件及参数选取:一般为2K~1M
下拉电阻的选取原则:
(1) 电平兼容
(2) 端接:信号频率较高或信号上升沿较陡时
(3) 电平稳态特性
(4) 器件及参数选择:一般选择1k~100k
ID电路:
高速时钟线设计
复位电路:常用ADM708
硬件工程师的开发过程:
职责:
硬件工程师基本素质和技术:
硬件开发文档规范文件:
Dsp技术:特点和应用:内部组成单元和体系结构:内部存储器结构:引脚:
Dsp硬件设计的几个主要问题:(1)总线控制方案(2)boot loading (3)Hardware wait_states(4)I/O与中断设计(5)memory map(6)串口工作方式和时序设计(7)TAP接口
Dsp软件编程:编写源文件,编写cmd文件,编译和连接。
硬件EMC设计规范:
电磁干扰的三要素是干扰源,干扰传输途径,干扰接收器。
5-5规则:时钟频率到5mhz或脉冲上升时间小于5ns,则PCB板须采用多层板
不同电源平面不能重叠
公共阻抗耦合问题。
解决办法:数字电路和模拟应各有各的回路,最好单点接地。(2)电源线与回线越宽越好(3)缩短印制线长度(4)电源分配系统去耦(5)减小环路面积及两环路的交叉面积
一个重要的思想是:PCB上的EMC主要取决于直流电源线的Z0
可编程器件的使用
FPGA的组成与结构:CLB:configurable logic block,IOB:Input/output block。PIC:programmable Interconnected. SRAM 阵列 ,内部晶体振荡器。
FPGA 的结构特点:
Fpga的开发工具和性能:
PLD的产品性能:
VHDL语言
常用的接口及总线设计:
接口标准:
TTL电平标准:其信号速度一般限制在二,三十Mhz以内。驱动能量一般为几毫安到几十毫安。产品设计特别是总线设计时必须考虑负载能力。
CMOS电平接口:速度范围和TTL相仿,驱动能力要弱一些
EIL电平接口:为高速电气接口,速率可达几百兆,但响应的功耗大,电磁辐射与干扰较大。
RS232电平接口:电平为正负12伏
光隔离接口:能实现电气隔离,允许信号带宽一般在10M以内,更高速率的器件价格贵
共享内存接口:
并行口(PIO)接口
串行口(STI)接口
RS485:最大传输速率为10Mb/s,此时传输距离为120m。最大传输距离为1200m。发送器的芯片有MC/SN75174,接收器为MC/SN75175,两个都有的有MC75176.
第四节:单板硬件设计指南:
输入侧电源的滤波:做一个pi型滤波器,第一个电容的作用有两,第一个时因为要给电容充电,因此限制了上电瞬间的电压上升率,另外一个时滤除了输入侧电路的纹波。一般为胆电容。电感为10uH。输出侧的电容为直流电容10uf,交流电容0.01~1uf。
上拉电阻的选取原则:
(1) 提高灌电流的能力
(2) 电平兼容
(3) 电平稳态的特性
(4) 器件及参数选取:一般为2K~1M
下拉电阻的选取原则:
(1) 电平兼容
(2) 端接:信号频率较高或信号上升沿较陡时
(3) 电平稳态特性
(4) 器件及参数选择:一般选择1k~100k
ID电路:
高速时钟线设计
复位电路:常用ADM708
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