如何優(yōu)化電路板設(shè)計
隨著SMT無鉛制程技術(shù)的流行,對電路板基板的要求也越來越高,提高電路板的性能可以從電路板的設(shè)計上入手,這時對對電路板進行的編程就顯得非常重要了。
無論你訪問哪一家可編程器件制造商的網(wǎng)站,你都會發(fā)現(xiàn),對裝在電路板上的器件進行編程,這是他們到處宣傳的一個特點。我們把它稱為系統(tǒng)內(nèi)編程(ISP),人們已經(jīng)使用多年了。ISP 技術(shù)能夠加快代碼調(diào)試,最后完成新產(chǎn)品設(shè)計,為生產(chǎn)制造做好準備。在生產(chǎn)中使用 ISP 技術(shù)有實際的優(yōu)點。ISP 可以減少對器件進行編程的成本。使用 ISP 技術(shù)可以提高靈活性,即提高在生產(chǎn)線上進行重新編程的能力,或者在電路板上進行多步編程,不用進行反修或者把器件拿下來。ISP 技術(shù)省去了對預(yù)先編程器件的存貨進行跟蹤方面的工作。電路板一旦具備 ISP 的功能,就可以在現(xiàn)場完成升級或者提供服務(wù)。工程師如何才能優(yōu)化印刷電路板設(shè)計,在生產(chǎn)線上實現(xiàn) ISP 呢?有多種設(shè)計可以簡化這種轉(zhuǎn)變。
1.弄清楚電路板哪些是可編程器件。電路板上的器件并不是都可以進行系統(tǒng)內(nèi)編程的。例如,并行器件通常就不可以這么做。對于可編程器件而言,為了保持設(shè)計的靈活性,ISP 的串行編程能力是必不可少的。
2.檢查每個器件的編程技術(shù)規(guī)范,確定哪些引腳是必需的。這些信息可以從器件制造商那里得到,也可以到網(wǎng)上下載。此外,現(xiàn)場應(yīng)用工程師也可以提供器件和設(shè)計方面的支持,也是個很好的資源。
3.連接編程管腳,以便使用控制電路板上的引腳。確認在這個設(shè)計中,可編程管腳連接到電路板上連接器或者測試點。用于生產(chǎn)的電路內(nèi)測試器(ICT)或者 ISP 編程器都需要這些。
4.避開爭用。確認 ISP 所需要的信號沒有連接到其他的硬件上,這些硬件會與編程器發(fā)生沖突??纯淳€路的負載。有一些處理器能夠直接驅(qū)動發(fā)光二極管(LED),但是,大部分編程器還做不到這一點。如果輸入/輸出是共享的,那么,這可能會是一個問題。請注意監(jiān)視定時器或者復(fù)位信號產(chǎn)生器。如果由監(jiān)視定時器或者復(fù)位信號產(chǎn)生器發(fā)出一個隨機信號,那么,器件可能是不正確地編程的。
5.確定在制造過程中可編程器件是如何加上電源的。目標電路板必須加上電源,以便在系統(tǒng)中進行編程。
我們還需要確定以下幾個問題:
(1)需要什么樣的電壓?在編程模式下,組件需要的電壓范圍通常與正常工作模式不同。如果在編程時的電壓比較高,那么,必須保證這個更高的電壓不會對其他組件造成損壞。
(2)一些器件必須在高電平和低電平的情況進行檢驗,以保證器件的編程是正確的。如果是這樣,那就必須規(guī)定電壓的范圍。如果有復(fù)位產(chǎn)生器的話,請先檢查復(fù)位產(chǎn)生器,因為在執(zhí)行低電壓檢驗時它可能會試圖把器件復(fù)位。
(3)如果這個器件需要一個 VPP 電壓,那么要在電路板上提供 VPP 電壓,或者在生產(chǎn)時另外使用電源為它供電。需要 VPP 電壓的處理器將和數(shù)字輸入/輸出線共享這個電壓。請確認連接到 VPP 上的其它電路可以在更高的電壓下工作。
(4)是否需要監(jiān)視器來看看電壓是在器件的技術(shù)規(guī)范范圍之內(nèi)?請確認安全裝置是有效的,能把這些電源保持在安全范圍內(nèi)。
6.搞清楚使用什么樣的設(shè)備來進行編程,以及進行設(shè)計。在測試階段,如果電路板是放在測試固定件上進行編程,那么可以通過針床來連接引腳。另外一個辦法是,如果需要使用機架式測試儀,并且要運行專門的測試程序,最好用連接器在電路板的邊上進行連接,或者用電纜進行連接。
7.想出一些有創(chuàng)造性的信息跟蹤措施。在生產(chǎn)線的后部增加針對配置的數(shù)據(jù),這種做法變得越來越普遍。在可編程器件有效使用時間內(nèi),可以把它做成"智能"器件。在產(chǎn)品上加上與產(chǎn)品有關(guān)的信息,例如,序號、MAC 地址或者生產(chǎn)數(shù)據(jù),這會使產(chǎn)品變得更加有用,更容易維護和升級,或者可以更容易地提供保修服務(wù),而且,還有利于制造商在產(chǎn)品的有效使用期內(nèi)收集有用的信息。許多"智能"型產(chǎn)品通過增加一個簡單而且不太貴的 EEPROM,用生產(chǎn)線或者現(xiàn)場的數(shù)據(jù),對這個 EEPROM 進行編程,就具備這種跟蹤的能力。
設(shè)計良好、適合最終產(chǎn)品的電路也會在生產(chǎn)過程中給 ISP 的實現(xiàn)帶來障礙。所以,需要對電路板進行修改,才能使它最適合生產(chǎn)線上的 ISP,最終得到好的電路板。