Les erreurs les plus courantes que les ingénieurs ont tendance à commettre dans la conception de circuits imprimés

Les erreurs d'ingénierie ne peuvent jamais être évitées. Ne soyez pas idiot de croire que ces erreurs représentent un faible niveau ou un manque d'excellence dans la capacité de conception de PCB. Cependant, la plupart des erreurs que les ingénieurs ont tendance à commettre découlent de leurs considérations excessives en termes d'efficacité du système, d'intégrité du signal, de faible consommation d'énergie et d'économies. Autrement dit, ces erreurs résultent de la "gentillesse". Par conséquent, la conscience de la "gentillesse" et l'évitement opportun de ces erreurs sont grandement bénéfiques pour la bonne mise en œuvre de vos projets.

Efficacité du système

Erreur 1 :Changement aléatoire de CPU

Certains ingénieurs observent que le processeur avec une fréquence de base de 100M a une capacité de traitement de seulement 70% et ils aimeraient le changer avec un 200M. En fait, la capacité de traitement du système implique toutes sortes d'éléments et dans le domaine de la communication, la difficulté se produit toujours sur la mémoire, ce qui signifie que malgré la vitesse élevée du CPU, c'est toujours un gaspillage d'efforts avec une visite externe à faible vitesse .

Erreur 2 :un cache plus grand entraîne une vitesse plus élevée du système.

L'amélioration du cache ne conduit pas nécessairement à des performances élevées du système et parfois l'arrêt du cache conduit à une vitesse du système plus élevée que son application car les données qui sont déplacées dans le cache doivent obtenir plusieurs applications à moins que l'efficacité du système ne soit augmentée. Par conséquent, généralement, seul le cache de commandes est ouvert tandis que le cache de données n'est limité que dans un espace de stockage partiel, même s'il est ouvert.

Erreur 3 :Croire qu'une interruption est plus rapide qu'une requête.

L'interruption a une forte instantanéité mais elle n'est pas forcément rapide. S'il y a trop de missions d'interruption, le système tombera bientôt en panne en raison de la discontinuité des missions d'interruption. S'il y a de nombreuses tâches fréquentes, de nombreux efforts CPU seront consacrés au coût des interruptions, de sorte que l'efficacité du système sera extrêmement lente. Si la requête est appliquée à la place, l'efficacité du système s'améliorera considérablement. Cependant, parfois, la requête ne répond pas à l'exigence d'instantanéité, la meilleure méthode consiste donc à appliquer la requête dans le processus d'interruption.

Erreur 4 :la séquence temporelle au niveau des interfaces mémoire n'a pas besoin d'être modifiée.

La valeur par défaut aux interfaces mémoire est entièrement déterminée par les paramètres les plus conservateurs et dans l'application pratique, elle doit être raisonnablement modifiée en fonction de la fréquence de fonctionnement du bus et de la période d'attente. Parfois, la diminution de la fréquence peut améliorer l'efficacité.

Erreur 5 :plus de processeurs aideront à augmenter la capacité de traitement.

On dit souvent que deux têtes valent mieux qu'une. Pour les CPU, ce n'est généralement pas vrai. Le nombre de processeurs ne peut être déterminé tant que la compréhension complète du système n'a pas eu lieu, car la coordination entre les processeurs peut coûter cher.

Intégrité du signal

Erreur 1 :trop croire aux données de simulation.

La simulation ne peut jamais être identique à un objet pratique et des différences peuvent apparaître entre les mêmes produits, même dans le même lot. De plus, la simulation ne prend pas en compte toutes les possibilités, notamment la diaphonie. Par conséquent, le résultat de la simulation ne peut être considéré que comme une référence.

Erreur 2 :le front du signal numérique doit être aussi raide que possible.

Plus le bord est raide, plus la plage spectrale sera large et plus l'énergie dans la partie haute fréquence sera importante. Pendant ce temps, plus les signaux haute fréquence de rayonnement produiront et ils interféreront facilement avec d'autres signaux avec une mauvaise qualité de transmission sur les câbles. Par conséquent, les puces à faible vitesse doivent être appliquées autant que possible.

Erreur 3 :Le condensateur de découplage doit être le plus grand possible.

D'une manière générale, plus il y a de condensateurs de découplage, plus la puissance sera stable. Cependant, un trop grand nombre de condensateurs entraînera également certains inconvénients tels qu'un gaspillage de coût, un routage difficile et un courant d'impulsion d'alimentation trop important. La clé de la conception de la capacité de découplage réside dans une sélection et un placement corrects.

Consommation d'énergie

Erreur 1 :Négliger la question de la consommation d'énergie dans le cas d'une alimentation en 220 V

L'objectif d'une conception à faible consommation d'énergie ne réside pas seulement dans l'économie d'énergie, mais également dans la réduction du coût du module d'alimentation et du système de dissipation thermique. Il est évidemment insuffisant de prendre en compte l'alimentation électrique lorsqu'il s'agit de problèmes de consommation d'énergie, car la consommation d'énergie est principalement déterminée par la quantité de courant et la température des composants.

Erreur 2 :Tous les signaux de bus doivent être tirés par des résistances.

Parfois, les signaux doivent être tirés par des résistances, mais pas tous. Le courant consommé lorsqu'un pur est tiré vers le haut ou vers le bas n'est que de quelques dizaines de microampères tandis que le courant consommé pour tirer vers le haut ou vers le bas d'un signal entraîné atteint le niveau de milliampères. Si tous les signaux sont tirés par des résistances, plus d'énergie doit être consommée sur les résistances.

Erreur 3 :Ne pas utiliser les interfaces d'E/S inutilisées

Les interfaces d'E / S inutilisées sur le CPU et le FPGA deviendront éventuellement des signaux d'entrée avec des oscillations répétées lorsqu'elles souffrent d'interférences même minimes de l'environnement externe. De plus, la consommation d'énergie des composants MOS dépend essentiellement des temps d'inversion du circuit de porte. Par conséquent, la meilleure solution consiste à définir ces interfaces comme sorties qui ne doivent pas être connectées à des signaux avec des pilotes.

Erreur 4 :Sans tenir compte de la consommation d'énergie des petites puces

Il est difficile de déterminer la consommation d'énergie de puces relativement simples à l'intérieur du système puisque la consommation d'énergie est généralement déterminée par le courant sur les broches. Par exemple, la consommation électrique de l'ABT16244 est inférieure à 1 mA sans charge. Cependant, chaque broche de celui-ci est capable de piloter une charge de 60mA, ce qui signifie que la consommation d'énergie maximale à pleine charge peut atteindre 960mA. Une énorme différence de consommation d'énergie a lieu.

Erreur 5 :Le dépassement peut être éliminé grâce à une excellente correspondance.

Le dépassement existe sur presque tous les signaux à l'exception de certains signaux spéciaux tels que 100BASE-T ou CML. La correspondance n'est pas nécessaire tant qu'elle n'est pas si grande. Des exigences extrêmement élevées sont suscitées par l'appariement. Par exemple, l'impédance de sortie de TTL est inférieure à 50 Ω, certaines même 20 Ω et si une si grande adaptation y est mise en œuvre, le courant deviendra si important que la consommation d'énergie ne l'acceptera pas. De plus, l'amplitude du signal sera si petite qu'elle ne pourra plus être utilisée. BTW, l'impédance de sortie n'est pas la même lorsque les signaux ordinaires émettent un haut niveau et un bas niveau et qu'une correspondance parfaite ne peut jamais être obtenue aussi bien. Par conséquent, la correspondance entre des signaux tels que TTL, LVDS et 422 peut être acceptable pour le dépassement, ce qui est la meilleure solution.

Erreur 6 :les problèmes de consommation d'énergie sont uniquement attribués au matériel.

Dans un système, le matériel est chargé d'établir une scène tandis que le logiciel joue un rôle important dans la pièce. Chaque visite de puce et les inversions de chaque signal sont presque contrôlées par un logiciel. La mise en œuvre de mesures appropriées contribuera beaucoup à la diminution de la consommation d'énergie.

Économie de coûts

Erreur 1 :Négliger la précision de résistance des résistances pull-up/pull-down

Certains ingénieurs ne pensent pas que la précision de la résistance des résistances pull-up/pull-down importe. Par exemple, ils ont tendance à choisir au hasard, 5K, car c'est facile à calculer. En fait, cependant, la résistance de 5K n'existe pas sur le marché des composants et la plus proche est 4,99K (la précision est de 1%) et 5,1K (la précision est de 5%) dont les coûts sont respectivement quatre fois et deux fois plus élevés que cela de 4,7K (la précision est de 20%). Néanmoins, les résistances avec une résistance dont la précision est de 20% ne sont disponibles que dans les types 1K, 1,5K, 2,2K, 3,3K, 4,7K et 6,8K. Avec 4,99 K ou 5,1 K avec une précision de 1 % contre 4,7 K avec une précision de 20 %, le premier est évidemment rentable.

Erreur 2 :sélection aléatoire de la couleur du voyant

Certains ingénieurs sélectionnent la couleur de la lumière en fonction de leur préférence. Cependant, des technologies sur les feux indicateurs dont les couleurs sont le rouge, le vert, le jaune ou l'orange se sont développées depuis quelques années. De plus, leur prix est extrêmement bas. Au contraire, les voyants bleus reçoivent une maturité technologique relativement mauvaise et une faible fiabilité d'approvisionnement avec un prix quatre à cinq fois plus élevé. Jusqu'à présent, les voyants bleus ne sont appliqués que dans des situations où d'autres couleurs ne peuvent jamais être remplacées, telles que l'indication de signal vidéo.

Erreur 3 :Application du CPLD uniquement pour la meilleure note

Certains ingénieurs appliquent CPLD au lieu d'un circuit de porte de 74 ** pour une qualité supérieure. Cependant, cela entraînera des coûts plus élevés et de nombreux travaux pour la production et les fichiers.

Erreur 4 :viser les MEM, CPU et FPGA les plus rapides

Confrontés à des exigences système élevées, les ingénieurs pensent simplement que toutes les puces doivent être les plus rapides telles que MEM, CPU et FPGA. En fait, dans un système à grande vitesse, toutes les pièces ne fonctionnent pas à grande vitesse. De plus, l'amélioration de la vitesse de travail des composants entraîne une augmentation des coûts et une grande interférence avec l'intégrité du signal.

Erreur 5 :se fier uniquement au routage automatique

Pour la conception de circuits imprimés avec de faibles exigences de conception, certains ingénieurs dépendent uniquement du routage automatique. Le routage automatique a tendance à entraîner une plus grande surface de circuit imprimé et des vias traversants qui sont plusieurs fois plus importants que l'application du routage manuel. Étant donné que la largeur de ligne et le nombre de vias traversants affectent directement le rendement des PCB et la consommation du foreur, le coût est alors fortement influencé. Afin de maîtriser les coûts, il est préférable de tirer le meilleur parti du routage manuel.

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