嵌入式开发硬件电路设计基本技术

电子开发道路实际上和大部分人说的一样，基础的路线为模拟电子(熟练)→数字电路设计(掌握)→单片机设计(项目开发)→ARM硬件设计(项目开发)→linux学习→linux驱动学习→ARM&linux底层开发(项目开发)→ARM&linux顶层开发(项目开发)→项目经理。现在我还在路上折腾，如今将我的经验教训和感受用来给大伙儿共享，希望对于初学者有借鉴。

嵌入式设计是个巨大的工程项目，今日便说说硬件电路设计层面的几个常见问题，最先，我们掌握下嵌入式的硬件架构。

我们知道，CPU是这一系统软件的生命，全部的外场配备都两者之间关联，这也突显了嵌入式设计的一个特性硬件可裁剪。在做嵌入式硬件设计中，以下内容必须关心。

第一、开关电源明确

开关电源对于嵌入式系统中的功效能够 看作是气体对身体的功效，乃至更关键：人吸气的空气中有co2、二氧化碳和N2等可是成分平稳，这就等于开关电源系统软件中各种各样低频振荡，大家希望获得纯粹和平稳符合规定的开关电源，但因为多种要素牵制，仅仅我们的梦想。这一要关心2个层面：

a、工作电压

嵌入式系统必须各种各样重量级的开关电源例如普遍的5v、3.3v、1.8v等，为尽可能减少开关电源的谐波失真，在嵌入式系统中应用LDO元器件。假如选用DCDC不但块头大，其谐波失真也是一个很头痛的难题。

b、电流量

嵌入式系统的一切正常运作不仅必须平稳充足的开关电源，也要有充足的电流量(实际上便是输出功率做到规定)，因而在挑选开关电源元器件的情况下必须考虑到其负荷，我设计时一般留出30%的容量。

如果是多层板，开关电源一部分在layout的情况下需开关电源切分，这时候必须留意切分相对路径，尽可能将一定量的开关电源置放在一起。如果是双面线路板，则布线总宽必须留意，在板子容许的状况下尽可能扩宽。适合的退耦电容器尽可能挨近开关电源引脚。

第二、有源晶振明确

有源晶振等于嵌入式系统的心血管，其平稳是否立即关联其运作情况和通信特性。普遍的振有没有源有源晶振，有源晶振，最先要明确其震荡頻率，次之要明确有源晶振种类。

a、微波感应器有源晶振

其配对电容器和配对电阻器的挑选，这些一般根据参考手册。在 单片机设计中，常常应用软件有源晶振相互配合瓷片电容。在ARM中，以便降低室内空间和有利于走线，常常应用四角微波感应器有源晶振相互配合贴片电容。尽管大家对于固定不动有源晶振的配对电源电路较为了解，可是以便做到万无一失，還是需看参考手册明确电容器尺寸，是不是必须配对电阻器等关键点。

b、有源晶振

具备更强的更精确的时钟信号，可是比较之下，比没缘有源晶振价钱高，因而这也是在 硬件电路设计中必须关心的成本费。

在做电路板设计时必须留意有源晶振布线尽可能挨近集成ic，重要数据信号杜绝钟表布线。在标准容许的状况下提升保护接地环。如果是多层板，还要讲重要数据信号杜绝有源晶振的布线。

第三、预埋检测IO口

在嵌入式调节环节，在引脚資源丰富多彩的状况下，我一般 预埋一个IO口联接led或是音响喇叭，为下一步手机软件的撰写做铺垫。在嵌入式系统运作全过程中适度操纵该IO插口，进而分辨系统软件是不是一切正常运作。

第四、外扩储存设备

一个嵌入式系统如果有开关电源、有源晶振和CPU，那麼这就是我们了解的最小系统。假如该嵌入式系统必须运作大些的电脑操作系统，那麼不仅必须CPU具备MMU，CPU还必须外接SDRAM和NANDFLASH。假如该cpu具备SDRAM和NANDFLASH控制板，那麼在硬件设计上无需过多的考虑到详细地址线的应用。要是没有有关的控制板，那麼必须留意详细地址线的应用。

这些在LAYOUT的情况下是一个重中之重，归根结底便是要使有关电源线同长以保证数据信号的廷时相同，钟表和DQS的音频信号线布线。在走线的情况下各种各样走线方法必须综合性应用，比如与cpu对称性遍布，菊花链走线、T型走线，这都必须根据运行内存的数量是多少来开展挑选，一般来说数量越多，走线越繁杂，可是了解其关键环节，一切得到解决。

第五、作用插口

一个嵌入式系统最重要的便是根据各种各样插口来操纵外场控制模块，做到设计师预置的目地。常见的插口有串口通信(能用来连接蓝牙，wifi和3G等控制模块)，USB接口、网线端口、JTAG插口、音频视频插口、HDMI插口这些。因为这种插口与外界控制模块联接，搞好电磁兼容测试设计是关键的一项工作中。此外，在LAYOUT的情况下留意差分信号线的应用。

第六、显示屏

这一作用往往独立标出来，是因为其无关紧要。假如一个嵌入式系统仅仅做为一个射频连接器联接外部设备控制模块，根据有关插口联接到台式电脑主机或是立即挂在互联网上，那麼显示屏就不用了。可是假如做出去的是一个消费性商品，与客户互动经常，这就迫不得已絮叨一两句。

电容器显示屏是嵌入式显示屏的优选，在电路设计中必须留意触摸屏电极连接线和显示器电极连接线的合理布局。在布线的全过程中尽可能短的挨近主控芯片cpu，另外留意匹配数据信号走差分信号线，RGB操纵数据信号走等长。各种各样数据信号布线间隔遵照3W标准，防止互相影响。在显示屏的设计中，一定要保证输出功率和避免影响，防止屏幕闪屏和屏幕闪烁状况的出現。

之上是我做嵌入式板子设计中的一些工作经验，一些工作经验是历经悲痛经验教训得到的。希望对你有一定的启迪。