DSP系統(tǒng)布局時需要特別注意這幾點

ID:156167 · 發(fā)表于 2017-12-23 10:53

　　隨著DSP（數(shù)字信號處理器）的廣泛應用，基于DSP的高速信號處理PCB板的設(shè)計顯得尤為重要。在PCB設(shè)計中，布局是一個重要的環(huán)節(jié)，布局結(jié)果的好壞將直接影響布線的效果，因此可以這樣認為，合理的布局是PCB設(shè)計成功的第一步。
　　對應用于實時圖像信號檢測的高速DSP圖像處理板的PCB板，為使DSP系統(tǒng)獲得最佳性能，優(yōu)化元器件的布局是非常重要的。一般而言，首先放置DSP、Flash、SRAM和CPLD器件，這需慎重考慮走線空間，然后按功能獨立原則放置其他IC，最后考慮I／O口的放置。結(jié)合以上布局再考慮PCB的尺寸：若尺寸過大，會使印制線條太長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，制板費用也會增加；如果PCB太小，則散熱不好，而且空間有限，鄰近的線條容易受到干擾。所以要根據(jù)實際需要選擇器件，結(jié)合走線空間，大體上算出PCB的大小。在對DSP系統(tǒng)布局時，以下器件的擺放位置要特別注意。
　�。�1）高速信號布局
　　在整個DSP系統(tǒng)中，DSP與Flash、SRAM之間是主要的高速數(shù)字信號線，所以器件之間的距離要盡量近，其連線盡可能短，并且直接連接。因此，為了減小傳輸線對信號質(zhì)量的影響，高速信號走線應盡量短。還要考慮到很多速度達到幾百MHz的DSP芯片，需要做蛇型繞線（delay tune）。
　�。�2）數(shù)模器件布局
　　在DSP系統(tǒng)中大多不是單一的功能電路，大量應用了CM0S的數(shù)字器件和數(shù)字模擬混合器件，所以要將數(shù)／模分開布局。模擬信號器件盡量集中，使模擬地能夠在整個數(shù)字地中間畫出一個獨立的屬于模擬信號的區(qū)域，避免數(shù)字信號對模擬信號的干擾。對于一些數(shù)�；旌掀骷�，如D／A轉(zhuǎn)換器，傳統(tǒng)上將其看作模擬器件，把它放在模擬地上，并且給其提供一個數(shù)字回路，讓數(shù)字噪聲反饋回信號源，減小數(shù)字噪聲對模擬地的影響。
　�。�3）時鐘的布局
　　對于時鐘、片選和總線信號，應盡量遠離I／O線和接插件。DSP系統(tǒng)的時鐘輸入，很容易受到干擾，對它的處理非常關(guān)鍵。要始終保證時鐘產(chǎn)生器盡量靠近DSP芯片，使時鐘線盡量短。時鐘晶體振蕩器的外殼最好接地。
　�。�4）退耦布局
　　為了減小集成電路芯片電源上的電壓瞬時過沖，對集成電路芯片加退耦電容，這樣可以有效地去除電源上毛刺的影響，并減少在PCB上的電源環(huán)路反射。加退耦電容可以旁路掉集成電路器件的高頻噪聲，還可以作為儲能電容，提供和吸收集成電路開關(guān)門瞬間的充放電能。
　　在DSP系統(tǒng)中，對各個集成電路安放退耦電容，像DSP、SRAM、Flash等，在芯片的每個電源和地之間添加，而且要特別注意，退耦電容要盡量靠近電源提供端（source）和IC的零件腳（pin）。保證從電源提供端（sotlrce端）和進入IC的電流的純凈，并且盡量能讓噪音的路徑縮短。如圖2所示，處理電容時，使用大的過孔或多個過孔，且過孔到電容間的連線應盡量短、粗。2個過孔距離遠時，因為路徑太大，不好；最好的就是退耦電容的2個過孔越近越好，可以使噪聲以最短路徑到地。

　　另外在電源輸入端或電池供電的地方加上高頻電容是非常有利的。一般情況下，對退耦電容的取值不是很嚴格，一般按C=1/f，計算，即頻率為10 MHz時取0.1μF的電容。
　�。�5）電源的布局
　　在進行DSP系統(tǒng)開發(fā)時，電源需要慎重考慮。因為一些電源芯片發(fā)熱量很大，應優(yōu)先安排在利于散熱的位置，要與其他元器件隔開一定距離�？梢岳眉由崞蛟谄骷旅驿併~來進行散熱處理。注意在開發(fā)板底層不要放置發(fā)熱組件。
　�。�6）其他注意
　　對于DSP系統(tǒng)其他組件的布局應該盡量考慮到焊接方便、調(diào)試方便和美觀等要求。如對電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、撥碼開關(guān)等可調(diào)器件要結(jié)合整體結(jié)構(gòu)放置。對于超過15 g的器件要加固定支架再焊接，特別注意要留出PCB的定位孔及固定支架所占用的位置。PCB邊緣的元器件離PCB板邊距離一般不要小于2 mm，PCB最好為矩形，長寬比為3：2或4;3。

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