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视频硬件开发指导

已有 1221 次阅读| 2006-12-4 16:27

天气: 晴朗
心情: 高兴

一.项目规划

    在拿到项目计划书后,详细分析功能,各种接口,分析实现的可行性,画出硬件接口框图,如有疑问要及时反映,不要盲目开工。

 

1.  功能,性能指标分析

在接到项目后,如果有DEMO板,要对DEMO板的功能做详细测试,这部分产品部会做初步测试,硬件工程师在拿到产品部同事的初步测试的报告后,要亲自了解DEMO板的功能,性能(画质,稳定性等)能达到什么程度,分析DEMO板的缺陷能不能在今后的工作中解决掉。例如,如果DEMO板的画质雪花点多,或者有干扰等,要分析原因,诸如是不是电源,地线干扰等以后工作中可以克服的问题还是由芯片带来的不可解决的问题。涉及到软件的部分或不确定是不是软件问题的一定要及时向产品部同事反映,由软件工程师帮助分析解决。

 

2.  增加功能的可行性分析

DEMO板的基础上,根据需要可能会增加功能。在这个步骤中,需要硬件工程师做如下工作:

 

   a.根据增加的功能,初步确定所选用的芯片,电路,确定芯片采购是否有困难。这部分一方面需要工程师自身的经验积累,一方面要多利用公司资源。例如可以向别的工程师了解或上网查询,找产品部同事协助找芯片代理商要资料等等。

 

   b.画硬件框图,根据选用的芯片,按照功能要求从信号流向画出框图,并分析接口是不是符合逻辑。因为现在项目多要涉及到软件部分,所以需要工程师对主控制芯片要了解。分析功能的实现首先要了解主控制芯片的资源,包括有多少IO口,多少个外部中断,多少内部中断,多大程序空间,哪些IO口是可以控制的,哪些IO是数据线,哪些是地址线。增加的功能会不会占用主控制芯片的资源。例如要增加4052就要考虑控制芯片有没有可以利用的控制口来控制4052;如果功能的实现需用到中断,就要分析控制芯片有没有可以利用的资源来实现他。如果控制芯片资源不够,看是否能外扩CPLD等逻辑器件来实现。601656I2SI2C,通用并口,这些通用逻辑接口的协议是硬件工程师必须了解的,如有不明白的要即时补上。

 

二.整理原理图

画完框图后,下一步就是整理原理图了,这部分的工作主要包括:

 

1.  各个芯片的连线,包括电源,地,晶振,数据,地址,通信(包含控制)接口。这部分最复杂的就是通信(控制)口。象I2C,并口等这些通用接口要考虑3V—5V的电平转换,驱动电流的计算,地址是否冲突。GPIO口(包括中断口)要先定好初步协议,分析实现的可行性后再确定连线。

 

2.  填器件封状,注意原理图和PCB的器件封状脚位要一致。这部分要求工程师使用天敏的通用元件库。

 

3.  仔细检查生成的网络表,避免由于软件操作错误带来的错误。

 

第一个大步骤和第二个大步骤的第一个小步骤需要硬件工程师经验的积累和根据理论来做正确的分析,而第二个大步骤的23两个步骤是只需要细心就可以了,所以要求我们的工程师在这两个环节中绝对不能出错。

 

三.PCB LAYOUT

在整理完原理图后,就进入到PCB画板的工作了,有关PCB LAYOUT的原则请参考《高速PCB设计》,以下是根据我们的产品设计提出的一些要特别注意的地方:

 

1)布局:在布局前,要先知道PCB板的外壳的尺寸要求,在布局上的限制,布局时还要考虑两个问题,重要信号和电源的处理。

2)定义布板参数:层定义,过孔定义,规则定义等等。在布密集型IC或是小板时,在尺寸上不能太小,如果太小了,要先和PCB工厂确认,工艺能否做到。

(3) 布线:在布线的顺序上,一般是先布电源,其实是重要信号,一般信号,最近是地。尤其是在布多层板时,如果不先布电源,在其它信号布完后再布就会出现电源走线走不出,打过孔接电源层时打不下,或是线被迫布得很细,这会严重影响板子的性能。最后地的处理也要花点时间。要点:电源和地处理好了,板子就成功了一半。

1.  PCI接口部分需要重点注意的地方

LAYOUT PCI板卡时,关于PCI接口部分要严格按照PCI22及以后版本的规范进行。首先PCI槽的卡口要标准,这部分通过调用天敏制作的PCB通用标准元件库来规范。然后是走线,32位的PCI所有信号线长度不超过15英寸,数据线地址线尽量等长。PCICLK时钟线25英寸土01英寸。每个PCI的电源脚放一个001UF的滤波电容,电容到脚的连线不超过025英寸,线宽不小于002英寸。

 

2.  模拟视频LAYOUT的注意点

因为我们做的绝大部分是视频类产品,而视频信号对地线和电源尤其敏感,所以要尤其注意:模拟部分和数字部分在空间上要分开(板子尺寸大时比较好处理,板子尺寸小时要尽量想办法做到这点),在LAY开关电源IC部分是,一定要把大电流地和小电流地分开,在输出电容处单点连接;LG小高频头的一段RF输入线要尤其注意,有些芯片的数字地信号比较脏,要把这个数字地和模拟地分开。分开时要注意处理各个地的连接要充分,连接线要尽可能粗。如果没有处理好,就可能出现分地的效果还不如合地的效果。AVS端子信号线要远离LDO等发热和大电流器件,在摆放元件时要注意这点。

       3PCB阻抗计算

a.微带线(microstrip)

Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] 其中,W为线宽,T为走线的铜皮厚度,H为走线到参考平面的距离,ErPCB板材质的介电常数(dielectric constant)。此公式必须在0.1<(W/H)<2.01<(Er)<15的情况才能应用。

b.带状线(stripline)

Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(T+0.8W)]} 其中,H为两参考平面的距离,并且走线位于两参考平面的中间。此公式必须在W/H<0.35T/H<0.25的情况才能应用。

视频信号:75欧姆

射频信号:50欧姆

 

四.硬件调试

调试是验证设计思路是否正确的过程,也是一个直接学习,加深硬件知识的过程。在调板时,模拟器件的电源和地对信号的影响非常大,所以要求一定要平。也许在调试的手板上,有时电源脏一点好象对图象效果影响不大,但是在批量生产后很可能会带来图象抖动,闪动等现象。因为生产时,不同批次,产地的芯片对电源的敏感性不一样,比如7115KS的就比TS的抗干扰能力强,可能手板用的使KS没问题,那生产时换成TS就可能会有问题了,所以要求我们的工程师对模拟器件的电源和地要严格测量,确保没有干扰,不可马虎大意。

以后的调试中,要求我们的工程师做下笔记,碰到的每个问题要记录下来。然后针对每个问题调试时采取的每个解决步骤,对应的效果都记录下来,不要闲这点麻烦,其实花不了一点功夫。相信这样下来对工程师个人和对公司来说都是一笔宝贵的经验财富。


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发表评论 评论 (1 个评论)

Guest 2006-12-6 09:40
good book

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