高速电路设计与实践--第一章

1、 如何区分高速和低速

① 最高频率往往需要考虑信号的有效频率Fknee；

② Tclock是信号的时钟周期，Tr(10%~90%)是信号的的10%~90%上升时间；

③ Fclock=1/Tclock;

④ Fknee=0.5/Tr(10%~90%);

⑤ 获得信号的有效频率Fknee和走线长度L；

⑥ 利用Fknee计算出信号的有效波长λknee;

⑦ 判断L与1/6×λknee之间的关系，若L>1/6×λknee,则信号为高速信号，反之则为低速信号；

⑧ 对于频率高于1G以上的信号并不成立，因为没有意义；

2、 硬件设计流程

① 需求分析

1> 整体性能要求;

2> 功能要求;

3> 成本要求;

4> 用户接口要求;

5> 功耗要求;

② 概要设计

1> 设计系统框图;

2> 关键链路连接图;

3> 时钟分配框图;

4> 电源设计总体方案;

5> 信号完整性及EMC的可行性;

6> 结构和散热的可行性;

7> 测试可行性;

③ 详细设计

1> 信号列表;

2> CPU存储空间的分配;

3> 时钟、复位电路器件选型及拓扑结构；

4> 中断链路拓扑结构;

5> 电源电路的详细框图;

6> 原理图和PCB设计;

7> PCB层叠结构的设计;

④ 调试

1> 电源短路、电压值测试；

2> 程序加载;

3> 时钟，复位等功能模块调试;

⑤ 测试

1> 测试设备列表;

2> 测试环境的搭建图;

3> 电源测试（电压、电流、纹波、噪声、上电顺序、下电顺序）；

4> 各接口信号的信号完整性与时序；

5> 各通用接口的功能测试;

6> 复位链路测试;

7> 晶振、时钟驱动器、锁相环等与时钟相关的测试;

8> 指示灯、单板在位信号、槽位号的测试;

9> 高低温测试、EMC测试；

3、 原理图设计注意事项

① 在原理图首页，绘制必要的框图

1> 单板的总体框图；

2> 电源架构框图；

3> 时钟拓扑图；

4> 复位链路拓扑图；

5> 中断链路拓扑图；

6> 边界扫描拓扑图；

② 电源电路的输出端附近，标注该电源的电压值和电流值

③ 标注关键电流通路

④ 匹配电阻位置要标注

⑤ 按照PCB上电容的排列顺序绘制原理图的滤波电容

⑥ 标注关键信号的速率、走线层、走线长度限制

⑦ 标明高散热器件及热敏感器件