电子系统工程笔记

1、PCB(printed circuit board)
2、DaVinci是DSP
3、Package封装
4、Cadence和Mentor在硬件设计软件方面两家独大,OrCAD后来被Cadence收购。Cadence的封装工具很好用,OrCAD的原理图工具很好用(有丰富元件库)。Protel是有Altium公司设计的硬件设计软件。
5、制造PCB的工厂需要的是光绘文件
6、数据库文件.ddb,原理图文件.sch,印刷电路板文件.pcb,网络表.net
7、设计流程:元件库(设计元件)-原理图-netlist-封装库(设计封装)-PCB布线
8、PCB主要元素:TopLayer(顶层信号层)BottomLayer(底层信号层)TopOverlayer(顶层印丝层)BottomOverlayer(底层印丝层)TopSolder(顶层阻焊层、用来连接焊盘的位置)BottomSolder(底层阻焊层、用来连接焊盘的位置)
TopPaste(顶层焊膏,用来连接焊盘的药)KeepOutlayer(禁止布线层)Mechanical(外形尺寸)
9、贴片机:把元件放在PCB焊盘上的机器
10、表贴器件(使用回流焊,热风在空间内循环)、插装器件(使用波峰焊,将不需要焊的地方包起来,整个放在焊膏里面,插孔就会被焊上)
11、焊接质量检查,图锐智能
12、牛屎封装
13、元器件分装值得是确定元器件尺寸以及引脚分布。
14、1000mil=2.54cm
15、通孔焊盘对应直插器件,非通孔焊盘对应表贴器件
16、鼠线:PCB未连接的线
17、过孔:通孔、盲孔、埋孔
上拉4.7k,下拉1k
18、满度绝对误差=绝对误差/仪表满量程
19、被测值在量程的三分之二的位置精确度最高
20、逢五尾留双
21、数字万用表红表笔为正极,传统万用表有内置电源的情况下红表笔为负极
22、reverse voltage反向电压,forward voltage正向电压,RMS有效电压
23、rectified current整流电流 power dissipation 耗散功率(消耗功率)
25、thermal resistance耐热性
26、modem= modulator + demodulator
27、限幅:限制输入波形的上限。如果在电路内存在额外电源如电池,那么认为电源的驱动能力很大,信号源的驱动能力比电源弱
28、钳位:保留峰峰值,波形整体上升或者下降。典型元件是理想电容,滤除直流成分,保留峰峰值
29、LED一般作为电源指示电路、逻辑指示
30、期间上写一个1表示任意电路
在这里插入图片描述
31、红外遥控器一般是38KHz方波
32、彩色LCD背面要有背光LED,能限制特定颜色的光通过。彩色LCD比彩色LED要浪费资源。
33、zener diode 齐纳二极管,就是稳压二极管,zener current 反向齐纳击穿时电流
34、三极管开关工作在饱和区和截止区之间交替。
35、晶体管是电流控制的电流放大器件,场效应管是电压控制的电压放大器件。
36、DC-DC就是开关电源,使用PWM控制电压输出,效率一般在80%-90%。LDO是线性稳压源,效率可能很低
37、一个运放的增益带宽积一般是定值
38、一般上拉电阻4.7k,下拉电阻1k
39、R33是0.33Ω,3R3是3.3Ω,330是33Ω,332是3300Ω
40、RS232的逻辑高电平是-5到-15V,逻辑低电平是5V到15V
41、OC电路,open collector,集电极开路。必须上拉Vcc才有输出能力。OC电路虽然没有输出能力但是可以线与。
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42、i2c使用的也是集电极开路门,需要上拉电阻和上拉电压。有的地方也叫two wire。如果使用CMOS,则是CD也就是楼急开路门。
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I2C的数据传输只能由master发起,slave只能被动响应。如果slave想要master读取自己的信息,需要触发master的中断。。

43、LSB/MSbit least-significant bit最低有效位。most-significant bit最高有效位

44、上升沿触发、下降沿触发、主从触发(由两个RS触发器构成)

45、同步单脉冲产生电路。功能:硬件去抖

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46、Tsu(tsetup) , Th(thold)。D触发器,在CLK下降沿到来前Tsu时间,D不能改变;在CLK下降沿到来后Th时间内,D不能改变。
47、一个八度音程,频率减半。
48、单稳态触发器:没有触发的情况下只能输出低电平或者只能输出高电平。
49、电容两端电压不能跳变,当其中一端绝对电压突然变高时,另一端的电压也会瞬间变高。
50、如果有的器件数据手册上写的是obsolete product,no recommended repalacement,就是说该芯片不再生产,也没用其他的替代品。日后很难再买到这样的芯片。因此设计电路时要避免使用这样的芯片。
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51、信号发生电路不是一定要RLC都需要,其中电感是可以不需要的。只需要电容,就能够做出矩形波、三角波信号,三角波输入进差分放大电路后 ,就能够输出近似的正弦信号。
波形发生器电路:比较器 +积分器+差分放大器

52、有效数字保留:四舍六入五留双
53、专用集成电路的缩写是ASIC
54、SPICE(Simulation program with intgrated circuit emphasis)和IBIS(input/output buffer information specification)都是模拟电路仿真器件,SPICE较为通用,IBIS适合高速电路仿真。
55、负载变大是接近0点的方向
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SPI总线
1、serial peripheral interface

2、SPI有四根线,/SS,MISO,MOSI,CLK。其中/SS是片选信号,由master控制,低电平有效。几个芯片之间的MISO和MOSI按照相同名称连接在一起(注意不是像UART一样RXD和TXD交叉连接)。CLK由master内部的波特率发生器产生。

3、SPI主芯片内部有三个寄存器:CPHA、CPOL、
CPHA(clock phase)控制同一周期内部哪个沿读数

3、CLK一个周期内有两个时钟沿,但不是两个时钟沿都发生作用。CPHA0 时,没有相位位移,第一个时钟沿读数;CPHS1时,有相位位移,第二个时钟沿读数。

3、SPI芯片有三个寄存器 ,LSBFE(LSB first enable低位先传),CPHA(相位),CPOL(polarity)。如果LSBFE1,那么传输的数据是从低位到高位;如果LSBFE0,那么传输的数据是从高位到低位。
CPHA

NRF2401
1、使用曼彻斯特编码。百兆以太网普遍使用曼彻斯特编码
2、工作在2.4-2.5GHz ISM频段。ISM频段是指开放频段,用于industry,science,medicine领域
3、BSC,是指一个间距,具体是多少依据实际而定,可能是100mil,也可能是105mil,也可能是2.45mm,也可能是250mm。一些数据手册用BSC作为单位,方便表示。例如一般引脚为100mil,但是一些数据手册可能会标记为1BSC

CPLD用乘积块实现咸鱼线与加粗样式在这里插入图片描述

CPLD 和FPGA
(1)CPLD用的是rom,掉电数据不被擦除,适用于门规模较小的电路,延迟可预估,非易失性
(2)FPGA用的是ram,掉电数据被擦除,适用于门规模庞大的电路,延迟不可预估,易失性

FPGA
(1)FPGA分为三种,分别是基于SRAM、基于lash和反熔丝的FPGA。
(2)基于SRAM的FPGA每次上电之前,都需要从外围电路加载SRAM FPGA配置信息。
(3)基于flash的FPGA,结构比SRAM简单,操作也较为简单,可远程升级,只可写不可读,保密性高(如密码芯片)。

(2)为什么要有memory? memory 是用来存储门电路的开关逻辑的FPGA出厂时门电路被初始化,但是用户要实现的功能上,不是所有的门电路都要用到的,因此需要控制这些门的开关。
一个门搭配一个memory单元,这个memory=1时,这个门有;否则无效。
(3)FPGA设计过程需要有两次仿真,一是功能仿真,二是时序仿真。

**标准C/ GNU C / ANSI C **
(1)ANSI C就是标准C,ANSI C是跨平台的
(2)GNU C只在Linux 下使用
(3)Linux既可以用GNU C也可以用ANSI C,其他平台只能用ANSI C

信号完整性
(1)信号完整性包括时序和质量
(2)时序问题比较好解决,只要通过蛇形布线改变不信长度即可
(3)质量问题包括过冲、振铃和非单调。
(4)反射:如果输入端能量不能被完全吸收,就会反射。让接收端将能量全部都接收的方法——让源端输出阻抗和接收端输入阻抗相等。也就是阻抗匹配
(5)微带线的特征阻抗与其长度无关

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(6)带状线是在两块GND/VCC平面之间的,微带线是与一块GND/VCC相邻的

阻抗匹配
(1)终端并联匹配,电路的高电平驱动能力本来就低,再并联接地那就更低了
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(2)
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(3)有源匹配,VBIAS是VCC和GND的中间值(DDR使用这种这种方式)
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(4)串联RC匹配,减小了直流电流
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(5)串联匹配
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IBIS和SPICE
(1)IBIS是V/T表或者V/I表,仿真速度是PSPICE十倍,精度较低
(2)PSPICE是半导体模型,会泄露IP,仿真速度慢,精度较高

电源分发方式
(1)传输线。成本低,直流阻抗高,器件噪声不会通过Vcc耦合
(2)电源层、地层

PCB布线
(1)不能出现环路,环路相当于天线
(2)一定要出现环路的情况下,要减小环路面积。使用电源平面可以大大减小环路面积
(3)铁氧体抗干扰磁环:感抗很小,不影响正常信号传输,频率大于1MHz时,阻性分量循迅速变大,高频信号转化为热能被消耗。

AGND DGND
(1)为了使得电平相等,用 导线连接起来

1OZ铜厚实际指35um
(2)过孔上的焊盘,是用来走线的,是被绿油盖住的。
(3)一般的焊盘,一是用来走线的,而是用来焊接的
(4)热焊盘,保证连接,但是减少连接面积,降低热传递
(5)盲孔:加工盲孔一般用激光,由于激光功率的问题,激光打孔天生就是盲孔
(6)测试孔,用于ICT测试,不能和焊盘相同,要额外添加
(7)参考层:电源层和地层,使用不同电源层的器件建议围在一起,电源层分开,地层不用分开
(8)do file是自动布线文件,EDA根据do file来自动布线,因此do file要手动写好
(9)电源层和地层之间的电磁环境较差,不建议布线,也就是不建议用带状线,要用微带线
(10)阻抗控制层:有阻抗控制的电路要放在阻抗控制层
(11)减小串扰的方法:3W原则,靠近地层,中间插入地线,相邻层走线相互垂直
(12)悬空的布线就是一根天线,不能有悬空布线,要减小天线效应。
(13)泪滴焊盘,增加焊盘强度。
(14)BGA(ball gritd array)阵列封装,
(15)圆弧倒角的阻抗连续性最好,钝角倒角的阻抗连续性好,直角倒角的阻抗是根号2W,锐角倒角的阻抗大于根号2W。
(16)过孔会产生阻抗不连续,因为少用过孔。
(17)去耦合电容要靠近Vcc管脚而不是GND
(18)PCB内部有高速、中速、低速电路,那么高速电路要接近I/O
(19)孤立铜区没有参考地,因为电位无法知道
(20)不同的电源层不能重叠,一定要重叠的话中间要加GND层
(21)20H规则
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(22)

(23)3W规则,70%电路不受干扰,10W,98%电路不受干扰。20H规则,70%的电场不泄露。100H规则,98%的电场不泄露。5-5规则,时钟频率5MHZ或者脉冲频率上升时间小于5ns,地要做成地平面

BOM
bill of material物料清单

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