DSP系统设计PCB布线心得_pcb布线设计经验谈
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DSP系统设计PCB心得
DSP外扩FPGA DSP芯片系统时常要根据设计要求或变动调整电路，这对于已经设计好的电路板，无疑带来了困难。而且在设计阶段往往难以测试其性能，例如延时性、毛刺特点等。FPGA的优点是时序整齐、延时一致，易于修改、集成度高、可靠性好。
利用FPGA完成对整个系统的时序控制和接口扩展任务，可以把DSP芯片进一步解放出来去集中完成数据处理工作，提高DSP芯片的使用效率。FPGA的具体工作是：完成整个系统的时序同步工作，使整个系统在统一的时序下顺畅地进行工作；完成接口扩展，使整个系统可以根据需要进行程序、数据存储器及其他外设接口的扩展，进一步扩展发挥DSP芯片的各种功能。
PCB设计布局
首先考虑DSP芯片与存储器之间的位置布局，保证DSP芯片和存储器之间的举例尽可能近一些。这样可以减少制版费用并避免走线过长导致信号线受到寄生电感的干扰而导致信号的质量下降甚至完全失效。信号线上串联的排阻要尽可能地离存储器近些，因为其作用是在高频信号的传输过程中实现平波作用，只有距离越近、效果才越好。
设计锁相环电路和晶体振荡器电路时，电路应尽可能靠近DSP芯片的相应引脚，同时必须在电路板的一侧，并避免穿孔打眼出现。
将排阻和电容都安排在底层，并尽可能地靠近相关的芯片，使其发挥的作用达到最大。此外在作DSP芯片及其他的元件封装时，应该考虑芯片所占的外延空间，而不仅仅是作电路板时它本身封装所占据的空间。即作元件的封装时如果小于它的实际外部尺寸，作周围的元件布局时应该考虑它的外向延伸空间。这样元件焊接、调试的时候比较方便、容易。
在布线的过程中，尽可能地保持信号线的长度近似相等，至少应保证一组信号线中的各个线长度大致相等，这样才会尽可能地保证信号传送的同步，而不出现延时的现象。还应注意走线尽可能往一个方向走，尽量避免出现经常性的折返，这样传输信号的质量也会受到影响。
在电路板上适当多加一些0.1uF的高频旁路电容使高频电流实现电源层与接地层之间的就近消除，而避免集中到某一较远的电容那里去消除。
将所有走线布置完事后应该考虑测试点的选择，应该在需要测试的引脚引线附近安排引出接地点，这样可以降低电位差，使测试的信号更加准确。测试点应该就近接地。
在接地处理时，尽量将一切接地信号就近打过孔连到地层，有时甚至可以多打一些，这样可以更好进行信号屏蔽、尽可能地消除一些不必要的干扰。
中间层的走线夹在电路板层的内部，一旦出现问题无法进行调整，进行检测也不方便。布线时，从信号检测调试的角度考虑尽量避免走中间层。
当信号层之间有电源层或者接地层隔开时，电源层和接地层实际上起着信号屏蔽的作用，它可以把其他层的信号完全隔离开来，因而可以在信号层上随意走线，不必考虑一些走线常常注意的规则，例如信号重叠及相互间干扰现象的出现。走线时应注意电源走线宽度还有通道问题，按照1A对应1mm的基本比例进行走线，并在此基础上将走线进一步加宽。此外保证输入、输出通道尽量不发生转折，各自最好是一条直线形式，避免传输过程中的电磁噪声信号干扰。
PCB设计经验总结
1、PCB布局设计原则
1)距板边距离应大于3~5mm。
2)先放置与结构关系密切的元件，如接插件、开关、电源插座等。
3)优先摆放电路功能块的核心元件及体积较大的元器件，再以核心元件为中心摆放周围电路元器件。
4)功率大的元件摆放在利于散热的位置上，如采用风扇散热，放在空气的主流通道上；若采用传导散热，应放在靠近机箱导槽的位置。
5)质量较大的元器件应避免放在板的中心，应靠近板在机箱中的固定边放置。6)有高频连线的元件尽可能靠近，以减少高频信号的分布参数和电磁干扰。7)输入、输出元件尽量远离。8)热敏元件应远离发热元件。
9)可调元件的布局应便于调节。如跳线、可变电容、电位器等。10)考虑信号流向，合理安排布局，使信号流向尽可能保持一致。
11)布局应均匀、整齐、紧凑。
12)表贴元件布局时应注意焊盘方向尽量取一致，以利于装焊，减少桥连的可能。13)去耦电容应在电源输入端就近放置。
14)数字电路与模拟电路应尽量分开，最好是用地隔开。15)在多层板的设计中，应尽量使用地层和电源层将信号层隔开，不能隔开的相邻信号的走线应采用正交方向。
16)对于双面都有元件的PCB，较大较密的IC，如QFP、BGA等封装的元件放在板子的顶层，插件元件也只能放在顶层，插装元件的另一面（底层）只能放置较小的元件和引脚数较少且排列松散的贴片元件。
2、PCB设计的布线原则
1)走线应避免锐角、直角。采用45°走线。2)相邻层信号线为正交方向。3)高频信号尽可能短。
4)输入、输出信号尽量避免相邻平行走线，最好在线间加地线，以防反馈耦合。5)双面板电源线、地线的走向最好与数据流向一致，以增强抗噪声能力。
6)数字地、模拟地要分开，对低频电路，地尽量采用单点并联接地；高频电路宜采用多点串联接地。对于数字电路，地线应闭合成环路，以提高抗噪声能力。7)对于时钟线和高频信号线要根据其特性阻抗要求考虑线宽，做到阻抗匹配。
8)整块线路板布线、打孔要均匀，避免出现明显的疏密不均的情况。当印制板的外层信号有大片空白区域时，应加辅助线使板面金属线分布基本平衡。9)电源和地的布线。尽量给出单独的电源层和地层；即使要在表层拉线，电源线和地线也要尽量地短，且要足够的粗。对于多层板，一般都有电源层和地层。需要注意的只是模拟部分和数字部分的地和电源即使电压相同也要分割开来。对于单双层板电源线应尽量粗而短。电源线和地线的宽度要求可以根据1mm的线宽最大对应1A的电流来计算，电源和地构成的环路尽量小。
为了防止电源线较长时，电源线上的耦合杂波直接进入负载器件，应在进入每个器件之前，先对电源去耦。为了防止它们彼此间的相互干扰，对每个负载的电源应独立去耦，并做到先滤波再进入负载。
10)时钟的布线。时钟线作为EMC影响最大的因素之一。在时钟线应少打过孔，尽量避免和其他信号线并行走线，且应远离一般信号线，避免对信号线的干扰。同时应避开板上的电源部分，以防止电源和时钟的相互干扰。当一块电路板上用到多个不同频率的时钟时，两根不同频率的时钟线不可并行走线。时钟线还应尽量避免靠近输出接口，防止高频时耦合到输出的cable线上并沿线发射出去。
如果板上有专门的时钟发生芯片，其下方不可走线，应在其下方进行铺铜，必要时还可以对其专门割地。对于很多芯片都有参考的晶体振荡器，在这些晶振的下方也不应走线，要铺铜进行隔离，同时可将晶振的外壳接地。
3、测试点的选择、添加
1)测试点均匀分布于整个PBA(Printed Board Aembly, 装配电路板)板上。
2)器件的引出引脚，测试焊盘，连接器的引出脚及过孔均可作为测试点，但是过孔是最不良的测试点。
3)贴片元件最好采用测试焊盘作为测试点。4)布线时每一条网络线都要加上测试点，测试点离器件尽量远，两个测试点的间距不能太近，中心间距应有2.54mm；如果在一条网络线上已经有焊盘或过孔时，则可以不用另加测试焊盘。
5)不可选用底层上的贴片元件的焊盘作为测试点使用。
6)对电源和地应各留10个以上的测试点，且均匀分布于整个板上，用以减少测试时反向驱动电流对整个电位的影响，要确保整个板上等电位。测试点可以是通孔焊盘、表面焊盘、过孔，但过孔必须有可以接触的铜。当使用表面焊盘作为测试点时，应当将测试点尽量放在焊盘面。
