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硬件详细解析……PCB

硬件详细解析……PCB

PCB 表面分析

 

 

1、空间

        大部分电阻,电容以0402,0201封装。 集成电路以BGA,PFN,SOP为主的表贴封装。   只有网口插座是通孔针式封装,也最占面积。采用USB供电,电源插头也省了。元件总体占空间较小,整体较整齐。

 2、外观

        PCB板表面的红颜色是一种阻焊剂也称阻焊漆,防止电器原件在焊接过程中出现错焊,也防止焊接元器件在使用过程中线路氧化和腐蚀,减少故障率。元件标注清晰,加有必要的测试点及LED指示。

3、工艺

       此板为四层,最上面和最下面的两层为“信号层”,中间两层分别是接地层和电源层。将信号层放在电源层和接地层的两侧,既可以防止相互之间的干扰,又便于对信号线做出修正。这样的设计可使信号线相距足够远的距离,减少彼此的干扰,并且有足够的电流供应。

4、 布线

     是漂亮而整齐的走线,为满足时序要求有大量蛇形线,差分线。

[ 本帖最后由 sdjntl 于 2011-8-3 19:09 编辑 ]
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硬件解析……SCH

整体可分为以下几块:

1、     扩展用户I/O口,两组共16个口可用。

2、    时钟处理

3、  自定义LED指示

4、  复位按钮,拔码输入。

5、  集成JTAGUSB TO JTAG

6、  串口 USB TO UART

7、  LPDDR SPI FLASH

8、  电源

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硬件解析……SCH1

 

 

 

 

扩展I/0。共16个可用I/O口。

上图为引出的两组针间距为2.54mm12针黑排插I/O口。

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为了减小寄生电容,此器件下不能放置地或电源平面。

CDCE913德州仪器 1.8V 可编程 VCX01-PLL 时钟合成器

  • 基于 PLL 模块的、低成本、高性能的可编程时钟合成器,其可以在单输入频率的不同频率下生成多达三个输出时钟。每一个输出均可以进行系统内编程,从而使用一个独立的可配置 PLL 就可用于任何高达 230MHz 的时钟频率。该器件的显著特点是具有 ±150-ppm 拉动范围 (pulling range) 及三个低抖动和低斜率输出的 VCXO 输入。其应用范围包括数字媒体系统、流媒体、GPS 接收机、便携式媒体以及 DSP/OMAP/DaVinci™ 媒体处理器。1-PLL3 输出

灵活的输入时钟概念

  • 外部晶振:8 MHz32 MHz
  • 片上 VCXO:拉动范围为 ±150 ppm
  • 单端 LVCMOS 高达 160 MHz

高达 230 MHz 的自由可选输出频率

低噪声 PLL 内核

  • 高度集成的 PLL 环路滤波器组件
  • 低周期抖动(典型值为 50 ps

独立的输出电源引脚

  • CDCE9133.3 V 2.5 V
  • CDCEL9131.8 V

灵活的时钟驱动器

  • 三用户可定义控制输入 [S0/S1/S2],例如:SSC 选择、频率转换、输出启用或断电
  • 为视频、音频、USBIEEE1394RFIDBluetooth™WLANEthernet™ 以及 GPS 生成高精度时钟
  • 生成了可与 TI-DaVinci™OMAP™ DSP 一起使用的通用时钟频率
  • 可编程 SSC 调制
  • 实现了 0-PPM 时钟发生

1.8-V 器件电源
宽泛的温度范围:–40°C85°C
采用 TSSOP 封装

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上图为贴装4拉拔码,Pcb板上并没有焊接RP1,可使用下拉电阻。

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固定频率为66.6Mhz低成本硅振荡器 

 封装为8 usop

 

 

ds1088 为低成本硅振荡器,具有1.0%频率容差 低成本、固定频率EconOscillator

工厂设定的312kHz133MHz方波发生器,单输出,无需外部定时元件 ,2.7V3.6V供电 ,关断模式 ,温度和电压变化时,1.0%的频率容限,宽工作温度范围(-20°C+85°C)

DS1088L低成本时钟发生器无需外部定时元件,即可输出方波。固定频率振荡器经过了工厂校准,可工作在312kHz133MHz的频率范围内。DS1088L具有关断引脚,适用于功耗敏感的应用。

,硅振荡器是一种简单而有效的解决方案。与晶体和陶瓷谐振器不同的是,硅定时器件对于振动、冲击和电磁干扰(EMI)不敏感。此外,硅振荡器不需要精心匹配定时元件或严格的电路板布线

实际应用中,除了一些环境因素外,时钟源的选择标准通常依据四个基本条件:精度、供电电压、尺寸和噪声。精度需求通常取决于特定应用所采用的通信标准。例如,高速USB需要±0.25%

总体时钟精度。相比之下,无需外部通信的系统可能只需5%10%、甚至20%的时钟源精度便能很好地工作。

硅振荡器与晶体或陶瓷谐振器的比较

微控制器时钟的供电电压典型范围是1V5.5V,而硅振荡器典型的供电电压范围为2.4V5.5V

 

时钟噪声受许多因素的影响,包括放大器的噪声、电源噪声、线路板布线、以及振荡元件固有的噪声抑制特性等(或品质因数“Q”)。晶体的Q值很高,一般而言产生的噪声最小,特别适合用

于要求低基带噪声的系统中,例如音频CODEC

 

然而,硅振荡器占据的空间最小,而且不需要附加的定时元件。对于大多数硅振荡器来说,所需的外部元件通常只有一个电源旁路电容。。

硅振荡器的优点

硅振荡器,这种完全集成的振荡元件是最简单的时钟源。这些器件可产生规定频率的方波,可直接送入微控制器(µC)的时钟输入。硅振荡器并不依赖于机械共振特性来获得振荡频率,而是基于

一个内部的RC时间常数。这样的设计使硅器件对于外部机械作用不敏感。而且,与传统振荡器不同的是,没有裸露在外的高阻抗节点,这样使硅振荡器可以承受更大的湿度和EMI影响。

 

硅振荡器的应用

如果用硅振荡器代替晶体或陶瓷谐振器,首先可以去掉和振荡电路相关的所有元件。这通常包括一到两个电阻和两个电容(如果它们未被包含在谐振器封装内)。振荡器可以安装在适当的位置,

然后将其时钟输出引到微控制器(µC)时钟输入(OSC1)引脚。振荡器的电源应该来自于驱动µC时钟输入电路的电源。

振荡器在电路板上的布局通常没有很高的要求,因为这种器件输出的是低阻抗方波,它能够在电路板上传送足够的距离,且无须顾虑其他信号对它的干扰。硅振荡器能够驱动多个器件。

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板上实现集成JATG调试器

 

爱特梅尔公司(Atmel Corporation) AVR微控制器系列AT90USB162,适合于大批量的USB应用,高性能人机接口器件(Human Interface Device, HID)以及无线适配器。 AT90USB162器件以8AVR微控制器核为基础,具有全速USB(12Mbits/s)控制器,分别带有8Kb16Kb的闪存,可以通过USB接口实现系统内编程(in-system programming)512KB的片上EEPROM能让用户在不干扰应用的情况下进行参数设置。 此器件配备了SPIUART接口,确保可与外部组件通信。此外,也加入了一个100mA的片上调压器,可以为共享的器件如高性能鼠标的激光传感器、或无线适配器的RF收发器等供电。AT90USB82/162采用32脚的微型5×5mm QFN封装,并提供21个通用I/O,可用于侦测中断。

此外,全速USB提供准确而快速的响应能力,能全面发挥激光传感器的性能之余,还提供足够的带宽音频流应用(例如VoIP手机)。同一个器件既可用作无线台式系统的核心;又可支持鼠标、键盘和双向音频设备。另外,凭借其全速带宽,AT90USB162闪存的编程工作可以在0.5秒内完成。该程序可以在生产线的最后阶段下载,而无需加入专用的连接器来配合系统内编程,其优点是不但能够降低成本,而且对于空间受限的应用是非常重要的。这样,终端用户就可以灵活地进行并行编程、OEM/ODM定制,甚至产品升级。

 

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CP2101的升级产品CP2102是美国Silicon公司生产的高集成度USBUART专用芯片。它用最简单的外部电路、最少的外部器件和最小的电路板面积实现USB2.0UART的转换。

    CP2102
集成度高,内置USB2.0全速功能控制器、USB收发器、晶体振荡器、EEPROM及异步串行数据总线(UART),支持调制解调器全功能信号,无需任何外部的USB器件。功能强大,采用MLP-28封装,尺寸仅为5mm×5mm,占用空间非常小。

    
与其他USB-UART转接电路的工作原理类似,CP2101通过驱动程序将PCUSB口虚拟成COM口以达到扩展的目的。虚拟COM口(VCP)的器件驱动程序允许一个基于CP2101的器件以PC应用软件的形式作为一个增加的COM口独立于任何现有的硬件。COM口使用运行在PC上的应用软件以访问一个标准硬件COM口的方式访问基于CP2101的器件,PCCP2101间的数据传输是通过USB完成的,因此,无需修改现有的软件和硬件就可以通过USB向基于CP2101的器件传输数据。

CP2101
的体积虽小但功能非常强大,其主要特性如下:

·
内含USB收发器,无需外接电路器;
·
内含时钟电路,无需外接振荡器;
·
其内部512字节的EEPROM可用于存储产品生产商的ID、产品的ID序列号、电源参数、器件版本号和产品说明;
·
内含上电复位电路;
·
片内电压调节可输出3.3V电压;
·
符合USB2.0规范的要求(12Mb/s);
·SUSPEND
引脚支持USB状态挂起;
·
异步串行数据总线(UART)兼容所有握手和调制解调器接口信号;
·
支持的数据格式为数据位8、停止位12和校验位(包括奇校验、偶校验和无校验);
·
波特率范围为300b/s921.6kb/s
·
内含512字节接收缓冲器和512字节发送缓冲器;
·
支持硬件或X-On/X-Off握手;
·
支持事件状态。

    此外,通过厂商及销售商免费提供的、适用于Windows(Windows CE)LinuxMac OS-X等多个操作系统的驱动程序,可省去CP2101系列器件二次开发的投入。这样,在一般情况下,焊接完毕并安装好驱动程序即可使用。

2
工作原理

CP2101的内部结构及外部基本连接电路如图1所示。由图1可见,用CP2101进行串口扩展所需的外部器件非常少,仅需3只去耦电容器即可,使用起来非常方便。

2
1 USB功能控制器和收发器
CP2101
中的USB功能控制器是一个符合USB2.0的全速电路,带有收发器和相应的片内上拉电阻器。USB功能控制器管理USBUART间的所有数据传输,以及由USB主控制器发出的请求命令和用于控制UART功能的命令。通过USB挂起和恢复信号可支持CP2101及外部电路的电源管理。当在总线上检测到挂起信号时,CP2101将进入挂起模式。在进入挂起模式时,CP2101会发出SUSPENDSUSPEND信号,同时,在CP2101复位后,CP2101也会发出该信号直到USB要求的器件配置完成。CP2101的挂起模式会在下述任何一种情况出现时被取消:
1)检测到继续信号或产生继续信号时;
2)检测到一个USB复位信号;
3)器件复位。
在退出挂起模式时SUSPENDSUSPEND信号被取消。
需要注意的是SUSPENDSUSPENDCP2101复位期间会暂时处于高电平,如果要避免这种情况,可以使用一个大的下拉电阻器(10kΩ)来确保SUSPEND在复位期间处于低电平。

2
3 异步串行数据总线(UART)接口
CP2101
UART接口包括TX发送、RX接收数据信号,以及RTSCTSDSRDTRDCDRI控制信号。UART支持RTS/CTSDSR/DTRX-On/X-Off握手,还可以通过编程使UART支持各种数据格式和波特率。UART的数据格式和波特率编程可在PC上进行。表1所列是CP2101串行总线的数据格式和波特率。

1 CP2101串行总线的数据格式和波特率
数据位 8
停止位
1
校验位 无校验、奇校验、偶校验

波特率 300600120018002400480072009600144001920028800384005600057600115200128000230400460800921600

这里还需注意的是,CP2101异步串行数据总线的数据位和停止位是固定的,也就是说,在实际使用中可以通过软件改变校验位和波特率,但是,改变数据位和停止位会在通讯中出现异常现象。

2
3 内部EEPROM
CP2101
内部集成了一个EEPROM,可用于存储由设备原始制造商定义的USB供应商的ID、产品的ID说明、电源参数、器件版本号和器件序列号等信号。USB配置数据的定义是可选的。如果EEPROM没有被OEM的数据占用,则采用默认方式配置数据。注意,尽管如此,对于可能使用多个基于CP2101的器件连接到同一个PCOEM应用来说,它们需要一个专一的序列号。

内部EEPROM可通过USB进行编程,以便OEMUSB配置数据和序列号可以在制造和测试时直接写入到系统上的CP2101中。Silicon公司提供一种专门为CP2101内部EEPROM进行编程的工具,同时还提供一个Windows DLL格式的程序库。该程序库可在制造过程中将EEPROM编程步骤集成到OEM中,以便用自定义软件进行流水线式测试和序列号的管理。EEPROM的写寿命典型值为100,000次,数据保持时间为100年。

 

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MT46H32M16LFBF-5

  • MT46H32M16LFBF-5 Mobile LPDDR 技术
  • Density 存储容量:512Mb
  • ROHS 环保无铅:Green 无铅环保
  • Depth 纵向容量 x Width 横向宽度:32Mb x16
  • Voltage 供电电压:1.8V
  • Package 封装形式:VFBGA 60-ball
  • CLock Rate 时钟频率:200 MHz
  • DATA RATE 数据主频:LPDDR400
  • CyCLe Time 存取时间:5ns
  • Operating Temperature 工作温度:0C to +70C
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SPI FLASH

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31
 

 

PolyZen器件是聚合物增强型齐纳二极管,可在单一封装中提供防止过压、过流和ESD瞬态损坏的协同保护

新型polyzen保护器件ZEN056V130A24TVS.USB设备来说,PolyZen器件可被置于USB输入端口、Powered-B插头以及/任何适用的附加电源端口。PolyZen器件为设计师们提供了高功率钳位二极管所具有的简洁性,同时避免了对大量散热的需求。该器件的嵌入式“时间延迟”过压闭锁和过流开关有助于防止由使用不当电源、反向偏置电源、负电压以及由过流、ESD瞬态、感应尖峰或其他过压故障所产生的损坏。它还可帮助制造商降低保修成本和提升以下便携式电子产品的可靠性.

 

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32
 

四通道电源管理用于产生各种工作电压,通过USB口的5V降压转换以下电压: +3.3v,+2.8v,+1.8v,+1.2v.并利用发光二极管指示出工作状态。

 

TPS65708  采用超小型芯片级封装的  四通道电源管理单元 (PMU) 

TPS65708 是专为嵌入式摄像机模块或其它便携式低功耗终.

它包含两个高效降压转换器、两个低压降线性稳压器 (LDO) 以及一个用于驱动 LED 7.5mA 电流吸入器。

输入电压范围:高达 3.6V 6.0V ,用于 TPS65708 2 x 200mA 降压转换器 ,2.25MHz 开关频率,两个通用 200mA LDOPWM 可调光电流吸入器。

 

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DP83848-单路10/100Mb/s以太网收发器能量检测模式 DP83848-单路10/100 Mb/s以太网收发器 能量检测模式 1.0 介绍  美国国家半导体公司的DP8384810/100Mb/s单路物理层器件提供了低功耗性能,其包含一个智能电源关闭 状态-能量检测模式。本应用注释详细解释了DP83848 能量检测模式的原理和工作过程。美国国家半导体公司 应用注释1401 Brad Kennedy 20059月路上检测到相反极性的同步信号时(例如在发送对上观 察到"1"同时在接收对上观察到"1")才会发生。这 个信号是无效的,所以应该不会发生。  如果器件和它的链接对象同时处于能量检测低功耗 状态,每个器件都会寻找接收活动并允许它进行上电操 作。为了解决这个问题,DP83848周期性地发送脉冲给它的链接对象,从而允许对象进行上电和初始化正常发 送活动。当该脉冲同链接脉冲相类似时,他们的间距并 不足以维持和对象之间的10Mb/s链接速度。  实际的脉冲间距中包含了一个随机分量。既然当传 送脉冲时接收器是禁止的,那么用同样的发送序列的两 个站点将会无法从能量检测模式中恢复过来。通过发送 序列的随机分量可以防止该情况的发生。

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 板上默认模式为 Master Serial / SPI mode

 

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裸片初长成(初级)

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很有速率哟!
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原帖由 maylove 于 2011-8-5 21:24 发表 很有速率哟!

 

谢谢支持,

一直在努力!

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不错,分析很好,软件方面心得还需要等你哦

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个人签名一个为理想不懈前进的人,一个永不言败人!
http://shop57496282.taobao.com/
欢迎光临网上店铺!
 
 
 

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EDA配制

EDA配制------------Xilinx ISE Design Suite

一、Xilinx ISE Design Suite简介

Xilinx ISE Design Suite 设计套件是面向 Virtex -6 Spartan -6 FPGA 系列并针对生产力精心优化的工具套件,在降低功耗与成本方面取得了突破性进展。作为业界唯一一款特定领域的设计套件,赛灵思最新版本的发布, 是这一行业屡获殊荣的软件不断发展和演进的又一重要一步,它将进一步提高设计生产力和系统性能,使逻辑、嵌入式、数字信号处理 (DSP) 和系统设计人员能够更轻松地推出更复杂的创新型可编程电子产品,从而加速产品上市进程并提升产品质量。
ISE DESIGN SUITE
的主要优势
针对 VIRTEX -6 SPARTAN -6 FPGA
利用自动时钟门控技术将动态功耗降低30%之多
利用第四代部分重配置设计流程降低系统成本
● PlanAhead -
面向逻辑设计人员的新款 RTL 到比特流设计流程
利用 AXI4 接口实现即插即用式 FPGA 设计
Xilinx ISE Design Suite 12.4
凭借半导体产业首个符合 AXI4 标准的即插即用型 IP 进一步扩展了 Xilinx 平台设计方法。
ISE Design Suite 12.4
主要功能:
● Spartan-6 FPGA
将静态功耗削减 30%,性能提升 12%
● AMBA 4 AXI4
工具和 IP 支持现已开始投产,可满足即插即用型设计需求
● AMBA 4 AXI4
总线功能模块助您轻松验证设计

 

ISE Design Suite 12.4配置

1ISE Foundation是业界最全面的可编程逻辑设计环境。ISE Foundation支持所有赛灵思领先CPLDFPGA产品系列,并且提供了完成任何逻辑设计所需要的一切,即可以独立运行,也可以与第三方EDA设计工具紧密集成。ISE Foundation免费提供了ISE Simulator Lite版本,并且提供了升级到ISE Simulator全功能版本的选择。

ISE WebPACK 可从赛灵思网站免费下载。ISE WebPACK 为完成采用赛灵思CPLD和低密度FPGA的可编程逻辑设计提供了所需要的一切,并且包含业界领先的ISE Foundation工具中的同样工具。

ISE 的主要功能包括设计输入、综合、仿真、实现、下载,包括了FPGA开发的全过程。

1、设计输入 ISE Text Editor 可用于原理图编辑,生成IP Core ,状态机设计以及约束文件编辑。

2、综合,有自身工具XST,也内嵌LenonardoSpectrm Synplify工具。

3、仿真,图形化波形工具HDL Bencher 。提供了Modelsim的接口。

4、实现,包括了翻译,映射,布局布线等。还备有时序分析,管脚指定和增量设计等功能。

5、下载,包括BitGen 文件转换工具,iMPACT配置工具。

 

 

 

 

 

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2System Generator for DSP System Generator for DSP套件为采用赛灵思FPGA的高性能DSP系统提供了完整的设计环境。通过Simulink MATLAB系统建模和自动代码生成的无缝集成,高级抽象可自动编译到高度并行的系统中,并且不会带来任何性能损失。System GeneratorXilinx XtremeDSP解决方案的重要部分。XtremeDSP 解决方案提供了先进的芯片技术、设计工具、IP内核、开发套件以及专用设计和教育培训服务。AccelDSP Synthesis Tool -AccelDSP 综合工具可直接从浮点MATLAB® M-文件自动生成可综合的RTL模型。利用AccelDSP综合工具,以MATLAB语言编写的算法可驱动整个设计和验证流程。从浮点定义到门级实现的所有主要步骤都可从MATLAB源语句生成,并且可通过直观的用户界面控制。

 

3Xilinx Platform Studio (XPS) –对于适配到Xilinx FPGA的采用PowerPC 硬处理器核和 Xilinx MicroBlaze 软处理器核的嵌入式子系统,Xilinx Platform Studio套件可以完成设计的简化、抽象和加速。XPS 套件与计算IP库、软驱动、文档、参考设计和MicroBlaze软处理器IP内核共同构成赛灵思嵌入式开发套件(EDK)的一部分。

 

4PlanAhead设计和分析工具 - 通过采用过去ASIC设计人员常用的分层布局规划技术来提高综合和布局布线等设计步骤的效率,PlanAhead工具支持FPGA设计人员取得更优异的结果。这一方法可大大减少设计反复次数和缩短反复时间,并且平均可将设计性能再提高15%PlanAhead用户可快速通过“what if”假设分析来尽早确定并排除潜在问题,同时将关键路径和模块分组并通过连

5ChipScope Pro调试和验证 ChipScope Pro分析工具支持对FPGA设计进行片上实时验证和调试,器件此时仍然与整个系统互动。与传统调试方法相比,可以使验证周期缩短50%ChipScope Pro还可以直接与Agilent逻辑分析仪配合使用,实现更深的FPGA信号分析

 

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二、Xilinx ISE Design Suite安装

Xilinx全部软件都不能安装在带空格带中文字符的目录中,也就是说不能装在Program Files目录下。

 

三、ISE12.4 的工程建立与输入

1.打开ISE软件,选择file->New Project,在弹出的对话框中,输入工程名称以及保存的路径.

2. next之后,在弹出的对话框中,需要选择工程所用到的器件型号等信息,工程建好以后,器件可更改。

 

3.选中工程名,右键,可选择new source,表示建立新文件,已经有存在的文件,可以选择add source,添加文件到该新建的工程中.

 

 

 

 

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