工程师在 PCB 设计中容易犯的最常见错误

工程错误是无法避免的。不要愚蠢地认为这些错误代表 PCB 设计能力的低水平或缺乏卓越性。然而，工程师所犯的大多数错误往往源于他们在系统效率、信号完整性、低能耗和成本节约方面的过度考虑。换句话说，这些错误源于“善意”。因此，意识到“善意”并及时避免这些错误，对您项目的顺利实施大有裨益。

系统效率

错误一：随意更换CPU

有工程师观察到基础频率为100M的CPU处理能力只有70%，想换成200M的。事实上，系统的处理能力涉及到各种因素，在通信领域，难点总是出现在内存上，也就是说CPU虽然速度高，但外部访问速度慢，还是白费力气。 .

误区二：缓存越大，系统速度越快。

缓存的提高并不一定会导致系统的高性能，有时缓存的关闭会导致系统的速度高于应用程序，因为除非提高系统效率，否则移动到缓存中的数据必须获得多个应用程序。因此，一般只打开命令缓存，而数据缓存即使打开也只限于部分存储空间。

误区三：相信中断比查询快。

中断具有很强的瞬时性，但不一定很快。如果中断任务过多，系统很快就会因为中断任务的不连续而崩溃。如果有很多频繁的任务，就会在中断成本上花费大量的 CPU 精力，这样系统效率就会非常慢。如果改为查询，系统效率将大大提高。但是，有时查询不能满足即时性的要求，最好的办法是在中断的过程中应用查询。

误区四：内存接口时序不需要修改。

内存接口的默认值都是由最保守的参数决定的，在实际应用中，应根据总线工作频率和等待周期合理修改。有时，降低频率可以提高效率。

错误5：更多的CPU有助于提高处理能力。

人们常说，两个头比一个好。对于 CPU，这通常不是真的。在完全了解系统之前无法确定 CPU 的数量，因为 CPU 之间的协调可能会花费很多。

信号完整性

误区一：过分相信仿真数据。

模拟永远不可能与实际对象相同，即使在同一批次中，相同产品之间也可能出现差异。此外，仿真未能考虑到所有可能性，尤其是串扰。因此，仿真结果只能作为参考。

误区二：数字信号边沿应尽可能陡峭。

边缘越陡，频谱范围越宽，高频部分的能量越多。同时，会产生更多的辐射高频信号，很容易在导线上干扰其他传输质量差的信号。因此，应尽可能多地应用低速芯片。

误区三：去耦电容要尽量多。

一般来说，去耦电容越多，电源越稳定。但是，过多的电容也会导致一些缺点，例如浪费成本、布线困难和供电脉冲电流过大。去耦电容设计的关键在于正确的选择和放置。

能源消耗

误区一：220V供电时忽略能耗问题

低能耗设计的目的不仅在于省电，还在于降低功率模块和散热系统的成本。在处理能耗问题时，仅仅考虑电源显然是不够的，因为能耗主要取决于组件的电流量和温度。

误区二：所有总线信号都要用电阻拉。

有时，信号需要由电阻器拉动，但不是全部。上拉或下拉pure时消耗的电流只有几十微安，而上拉或下拉驱动信号消耗的电流达到毫安级。如果所有信号都被电阻拉出，那么电阻上的能量消耗就更多了。

错误3：不使用未使用的I/O接口

CPU 和 FPGA 上未使用的 I/O 接口即使受到外部环境的一点点干扰，也可能成为重复振荡的输入信号。此外，MOS元件的能耗基本上取决于门电路的反转次数。因此，最好的解决办法就是将这些接口设置为输出，不能与驱动程序连接信号。

误区四：不考虑小芯片的能耗

很难确定系统内部相对简单的芯片的能耗，因为能耗通常由引脚上的电流决定。例如，ABT16244 空载时的功耗小于 1mA。但是，它的每个引脚都能够驱动60mA的负载，这意味着满载时的最大能耗可以达到960mA。能源消耗发生巨大差异。

误区五：过冲可以通过优秀的匹配来消除。

除了 100BASE-T 或 CML 等一些特殊信号外，几乎所有信号都存在过冲。只要它不是那么大，就不需要匹配。匹配引发了极高的要求。例如TTL的输出阻抗小于50Ω，有的甚至20Ω，如果在其上进行如此大的匹配，电流将变得如此之大，以至于能量消耗无法接受。另外，信号幅度会很小，无法再次使用。 BTW，当普通信号输出高电平和低电平时，输出阻抗是不一样的，也永远无法获得完美匹配。因此，TTL、LVDS、422等信号之间的匹配对于过冲是可以接受的，是最好的解决方案。

错误六：能耗问题仅归咎于硬件。

在一个系统中，硬件负责搭建舞台，而软件则扮演重要角色。每个芯片的访问和每个信号的反转几乎都由软件控制。实施适当的措施将大大有助于降低能源消耗。

节省成本

误区一：忽视上拉/下拉电阻的阻值精度

一些工程师认为上拉/下拉电阻的电阻精度并不重要。例如，他们倾向于随机选择 5K，因为它很容易计算。但事实上，5K的阻力在元器件市场是不存在的，最接近的是4.99K（精度为1%）和5.1K（精度为5%），其成本分别是其四倍和两倍。 4.7K（精度为 20%）。然而，电阻精度为20%的电阻器只有1K、1.5K、2.2K、3.3K、4.7K和6.8K类型。 4.99K或5.1K精度为1%，4.7K精度为20%，前者明显划算。

误区二：随机选择指示灯颜色

一些工程师根据自己的喜好选择指示浅色。然而，红色、绿色、黄色或橙色指示灯的技术已经发展了几年。此外，它们的价格极低。相反，蓝色指示灯的技术成熟度相对较差，供应可靠性较低，价格高出四到五倍。到目前为止，蓝色指示灯只应用于视频信号指示等其他颜色无法替代的场合。

误区三：CPLD的应用只是为了上品

有的工程师用CPLD代替74**的门电路为上品。但是，这会导致更高的成本和大量的生产和文件工作。

误区四：追求最快的MEM、CPU、FPGA

面对高系统要求，工程师们只是认为所有的芯片都必须是最快的，例如 MEM、CPU 和 FPGA。事实上，在高速系统中，并非所有部件都在高速工作。此外，组件工作速度的提高导致成本增加，对信号完整性的干扰很大。

错误五：只依赖自动路由

对于设计要求不高的PCB设计，一些工程师只依赖自动布线。自动布线往往会导致更大的 PCB 面积和比手动布线应用多出数倍的通孔。由于线宽和通孔数量直接影响PCB的良率和钻孔机的消耗，因此成本受到很大影响。为了控制成本，最好尽量采用人工布线。

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