ARM9 S3C2410PCB設(shè)計指南

高速數(shù)字電路PCB 設(shè)計考慮
----以ARM9 S3C2410 系統(tǒng)為例
隨著現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)開關(guān)頻率的不斷提升，高速數(shù)字系統(tǒng)的 PCB 設(shè)計成為擺在廣大硬件
工程師面前一個越來越嚴峻的問題。當時鐘上升邊沿陡峭，時鐘頻率提升到一定程度以后，
PCB 中的分布參數(shù)問題越來越明顯，一根10cm 長的PCB 走線，不再是一條簡單的導(dǎo)體，
很多情況下我們必須把它當作一個元件來對待。以三星ARM9 處理器S3C2410 為例，以下
是筆者總結(jié)的板級EMI 問題主要原因，并在以下章節(jié)針對性的提出LAYOUT 注意事項。
1， 電源和地線是板上所有信號的公共通路，隨著板上信號頻率的增加，電源和地線組成的
信號回路阻抗變得不可忽視，各路信號會通過這個公共阻抗而相互影響。工程實踐中可
以從以下方面改進：
a) 對于四層及以上的 PCB，最好有獨立的電源層和地層，完整的地層和電源層其交流
阻抗要比普通PCB 走線小很多。盡量不要在電源層和地層上走線，如果一定要走，
請注意不要大片的割開電源或地層，盡量用短線割開，確保信號流過電源、地的時
候暢通無阻。
b) 對于沒有條件使用完整的電源和地層的 PCB，要盡量的加粗電源和地線寬度，將電
源盡量的設(shè)計成星形，其根結(jié)點應(yīng)該在整板電源的引入點，在牽引到整板中任何元
件（負載）以前。對于一些容易產(chǎn)生噪音的電路模塊，比如DC-DC 電源，要特別
注意這個問題，避免其將噪音信號通過電源、地線擴散到整板。
c) 關(guān)注電流的實際流向，避免富含噪音分量的大電流信號，比如 DC-DC 電源濾波出
去以前的路徑影響到其它敏感信號。對噪音敏感的信號應(yīng)當?shù)玫奖Ｗo，比如DC-DC
的反饋回路，應(yīng)當遠離干擾源，其接地點須確保電平穩(wěn)定。
d) 在多層地（鋪銅）間打過孔，使各層地良好連通。
2， 隨著信號頻率的增加，板上各種分布參數(shù)趨于明顯，信號更容易通過寄生電容偶合到其
它信號回路上，平行線間的cross-talking(串擾)效應(yīng)更容易發(fā)生。
3， 隨著時鐘頻率增加，時鐘信號上升沿日趨陡峭，這對導(dǎo)線的長度和阻抗匹配提出了更高
的要求。當信號線的長度超過一定數(shù)值，導(dǎo)致電信號再起上的傳播延遲時間大于信號本
身的變化周期的時候，信號線須當作傳輸線來看待，須在其始端和（或）終端采取一定
的阻抗匹配措施，以遏制可能產(chǎn)生的反射、振鈴等現(xiàn)象的產(chǎn)生。關(guān)于傳輸線理論和相關(guān)
的計算，請參考相關(guān)專業(yè)文獻，在此不再贅述。對于S3C2410 芯片為核心的系統(tǒng)來說，
需要注意的就是 CPU 和SDRAM 之間的總線，通常此總線的工作頻率在100MHz,稍有
不慎即有可能發(fā)生反射、振鈴等問題，進行PCB LAYOUT 時可遵從以下簡單規(guī)則以盡
量避免問題：
a) 盡量縮短 CPU 和SDRAM 之間的走線長度，盡量使走線在100MHz 的信號頻率下
呈現(xiàn)出集總電路的特性。根據(jù)經(jīng)驗，長度不超過50~70mm 被認為是安全的。
b) 盡量保持各條線的等長性。
c) 在時鐘信號的驅(qū)動端（靠CPU 端）串入22 歐姆左右的串聯(lián)匹配電阻，以抑制反射
波。