Os erros mais comuns que os engenheiros tendem a cometer no projeto de PCB

Erros de engenharia nunca podem ser evitados. Não seja tolo em acreditar que esses erros representam baixo nível ou falta de excelência na capacidade de projeto de PCB. No entanto, a maioria dos erros que os engenheiros tendem a cometer deriva de suas considerações excessivas em termos de eficiência do sistema, integridade do sinal, baixo consumo de energia e economia de custos. Dito de outra forma, esses erros resultam de "bondade". Portanto, a conscientização sobre a "gentileza" e a prevenção oportuna desses erros é muito benéfica para a implementação tranquila de seus projetos.

Eficiência do sistema

Erro 1:Mudança aleatória de CPU


Alguns engenheiros observam que uma CPU com frequência básica de 100M tem capacidade de processamento de apenas 70% e gostariam de trocá-la por 200M. Na verdade, a capacidade de processamento do sistema envolve todos os tipos de elementos e no campo da comunicação, sempre ocorre dificuldade na memória, o que significa que apesar da alta velocidade da CPU, ainda é um desperdício de esforços com visita externa com baixa velocidade .

Erro 2:cache maior leva a maior velocidade do sistema.


A melhoria do cache não leva necessariamente ao alto desempenho do sistema e, às vezes, o desligamento do cache leva a uma velocidade mais alta do sistema do que a aplicação dele, porque os dados movidos para o cache precisam obter vários aplicativos, a menos que a eficiência do sistema seja aumentada. Portanto, geralmente apenas o cache de comando é aberto, enquanto o cache de dados é limitado apenas no espaço de armazenamento parcial, mesmo que seja aberto.

Erro 3:Acreditar que a interrupção é mais rápida do que a consulta.


A interrupção tem uma forte instantaneidade, mas não é necessariamente rápida. Se houver muitas missões de interrupção, o sistema irá quebrar em breve como resultado da descontinuidade das missões de interrupção. Se houver muitas tarefas frequentes, muitos esforços da CPU serão gastos no custo das interrupções, de modo que a eficiência do sistema será extremamente lenta. Se a consulta for aplicada, a eficiência do sistema melhorará muito. No entanto, às vezes, a consulta não atende ao requisito de instantaneidade, portanto, o melhor método é aplicar a consulta no processo de interrupção.

Erro 4:A seqüência de tempo nas interfaces de memória não precisa ser modificada.


O valor padrão nas interfaces de memória é todo determinado pelos parâmetros mais conservadores e na aplicação prática, deve ser razoavelmente modificado de acordo com a frequência de operação do barramento e o período de espera. Às vezes, a diminuição da frequência pode melhorar a eficiência.

Erro 5:Mais CPUs ajudarão a aumentar a capacidade de processamento.


Costuma-se dizer que duas cabeças pensam melhor do que uma. Para CPUs, geralmente não é verdade. O número de CPUs não pode ser determinado até que a compreensão completa do sistema ocorra, pois a coordenação entre CPUs pode custar muito.

Integridade do sinal

Erro 1:Acreditar demais em dados de simulação.


A simulação nunca pode ser o mesmo que objeto prático e podem ocorrer diferenças entre os mesmos produtos até mesmo no mesmo lote. Além disso, a simulação não leva em consideração todas as possibilidades, especialmente o crosstalk. Portanto, o resultado da simulação pode ser considerado apenas como referência.

Erro 2:A borda do sinal digital deve ser o mais íngreme possível.


Quanto mais íngreme for a borda, mais ampla será a faixa espectral e mais energia na parte de alta frequência será. Enquanto isso, mais sinais de alta frequência de radiação produzirão e eles interferirão facilmente com outros sinais com má qualidade de transmissão nos terminais. Portanto, chips de baixa velocidade devem ser aplicados o maior número possível.

Erro 3:O capacitor de desacoplamento deve ser o maior possível.


De um modo geral, quanto mais capacitores de desacoplamento houver, mais estável será a potência. No entanto, muitos capacitores também levarão a algumas desvantagens, como desperdício de custo, roteamento difícil e corrente de impulso de alimentação muito grande. A chave para desacoplar o projeto de capacitância está na seleção e colocação corretas.

Consumo de energia

Erro 1:Negligenciar o problema de consumo de energia no caso de fornecimento de 220V


O objetivo do projeto de baixo consumo de energia não reside apenas na economia de energia, mas também na diminuição do custo do módulo de energia e do sistema de dissipação de calor. Obviamente, é insuficiente considerar o fornecimento de energia ao lidar com problemas de consumo de energia, pois o consumo de energia é determinado principalmente pela quantidade de corrente e temperatura dos componentes.

Erro 2:Todos os sinais de barramento devem ser puxados por resistores.


Às vezes, os sinais precisam ser puxados por resistores, mas não todos. A corrente consumida quando um puro é puxado para cima ou para baixo é de apenas dezenas de microampères, enquanto a corrente consumida para puxar para cima ou para baixo de um sinal acionado atinge o nível de miliamperes. Se todos os sinais são puxados por resistores, mais energia deve ser consumida nos resistores.

Erro 3:Deixar interfaces de E/S não utilizadas sem uso


Interfaces de E/S não utilizadas na CPU e FPGA possivelmente se tornarão sinais de entrada com oscilações repetidas quando sofrerem até mesmo uma pequena interferência do ambiente externo. Além disso, o consumo de energia dos componentes MOS depende basicamente dos tempos de reversão do circuito da porta. Portanto, a melhor solução para isso é definir essas interfaces como saídas que não devem ser conectadas com sinais com drivers.

Erro 4:Sem considerar o consumo de energia de chips pequenos


É difícil determinar o consumo de energia de chips relativamente simples dentro do sistema, pois o consumo de energia geralmente é determinado pela corrente nos pinos. Por exemplo, o consumo de energia do ABT16244 é inferior a 1mA sem carga. No entanto, cada pino dele é capaz de acionar uma carga de 60mA, o que significa que o consumo máximo de energia com cargas completas pode chegar a 960mA. Ocorre uma enorme diferença de consumo de energia.

Erro 5:O overshoot pode ser eliminado através de uma excelente correspondência.


O overshoot existe em quase todos os sinais, exceto em alguns sinais especiais, como 100BASE-T ou CML. A correspondência não é necessária, desde que não seja tão grande. Exigências extremamente altas são despertadas pela correspondência. Por exemplo, a impedância de saída do TTL é menor que 50Ω, alguns até 20Ω e se uma correspondência tão grande for implementada nele, a corrente se tornará tão grande que o consumo de energia não a aceitará. Além disso, a amplitude do sinal será tão pequena que não poderá ser usada novamente. BTW, a impedância de saída não é a mesma quando os sinais comuns de saída de alto nível e baixo nível e a correspondência perfeita nunca podem ser obtidos também. Portanto, a correspondência entre sinais como TTL, LVDS e 422 pode ser aceitável para overshoot, que é a melhor solução.

Erro 6:Os problemas de consumo de energia são atribuídos apenas ao hardware.


Em um sistema, o hardware é responsável por estabelecer um palco, enquanto o software desempenha um papel significativo na peça. Cada visita do chip e as reversões de cada sinal são quase controladas por software. A implementação de medidas adequadas contribuirá muito para a diminuição do consumo de energia.

Economia de custos

Erro 1:Negligenciar a precisão da resistência dos resistores pull-up/pull-down


Alguns engenheiros não acham que a precisão da resistência dos resistores pull-up/pull-down seja importante. Por exemplo, eles tendem a escolher aleatoriamente, 5K, pois é fácil de calcular. De fato, no entanto, a resistência de 5K não existe no mercado de componentes e o mais próximo é 4,99K (precisão é 1%) e 5,1K (precisão é 5%) cujos custos são respectivamente quatro e duas vezes maiores que isso de 4,7 K (precisão é de 20%). No entanto, resistores com resistência cuja precisão é de 20% são do tipo 1K, 1,5K, 2,2K, 3,3K, 4,7K e 6,8K. Com 4,99 K ou 5,1 K com precisão de 1% em comparação com 4,7 K com precisão de 20%, o primeiro é obviamente econômico.


Erro 2:Seleção aleatória da cor da luz indicadora


Alguns engenheiros indicam a cor da luz com base em seu favor. No entanto, tecnologias de indicadores luminosos cujas cores são vermelho, verde, amarelo ou laranja foram desenvolvidas há alguns anos. Além disso, seu preço é extremamente baixo. Ao contrário, as luzes indicadoras azuis recebem maturidade tecnológica relativamente ruim e baixa confiabilidade de fornecimento com preço quatro a cinco vezes maior. Até agora, as luzes indicadoras azuis são aplicadas apenas em situações em que outras cores nunca podem ser substituídas, como a indicação de sinal de vídeo.


Erro 3:Aplicação de CPLD apenas para nota máxima


Alguns engenheiros aplicam CPLD em vez do circuito de porta de 74** para grau superior. No entanto, isso resultará em custos mais altos e vários trabalhos para produção e arquivos.


Erro 4:Buscar o MEM, CPU e FPGA mais rápidos


Confrontados com a alta exigência do sistema, os engenheiros pensam que todos os chips devem ser os mais rápidos, como MEM, CPU e FPGA. De fato, em um sistema de alta velocidade, nem todas as peças estão trabalhando em alta velocidade. Além disso, a melhoria da velocidade de trabalho do componente leva ao aumento do custo e grande interferência na integridade do sinal.


Erro 5:Apenas confiando no roteamento automático


Para projetos de PCB com baixo requisito de projeto, alguns engenheiros dependem apenas do roteamento automático. O roteamento automático tende a causar maior área de PCB e vias de passagem que são várias vezes mais do que a aplicação do roteamento manual. Como a largura da linha e o número de vias de passagem afetam diretamente o rendimento do PCB e o consumo do perfurador, o custo é muito influenciado. Para controlar os custos, é melhor aproveitar ao máximo o roteamento manual.

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