综合详细分析电磁兼容分层

芯片上。 将一片SoC与现在的板卡相比，其中可能含有的功能模块有：CPU、RAM、ROM、DSP、无线模块、模拟和数字模块、网络模块、硬核等。

　　嵌入式片上系统将整个嵌入式系统集成到一块芯片中，应用系统的电路板变得简洁，减小体积和功耗，提高了可靠性。而且，通过改变内部工作电压，降低芯片功耗；减少芯片对外引脚数，简化制造过程；减少外围驱动接口单元与电路板之间的信号传递，加快数据处理速度；内嵌线路可避免外部电路板在信号传递时所造成的骚扰。

　　单芯片嵌入式微控制器（MicroController Unit，MCU）俗称单片机，将整个嵌入式微计算机系统集成到一块芯片中，从而使功耗和成本下降，可靠性提高。

　　IC产业技术发展经历了电路集成、功能集成、技术集成，直到今天基于计算机软硬件的知识集成，其目标就是将电子产品系统电路不断集成到芯片中去，力图吞噬整个产品系统。单芯片的嵌入式系统的出现，以单个芯片实现的产品系统不仅仅限于硬件系统，而是一个带有柔性性能的软、硬件集合体的电子系统。SoC是微电子领域IC设计的最终目标。

　　二．印刷电路板设计

　　随着信息宽带化和高速化的发展，要求信号的传输和处理的速度越来越快。已经成为PCB设计必须关心的问题之一。PCB已不仅仅是支撑电子元器件的平台，简简单单在基材上布上金属导线，由于存在引线电感，并不能能实现互连。PCB已成为功能元件，成为高性能的系统结构。从而使得PCB设计成为产品设计能否成功的关键因素。

　　印制电路板EMC设计是产品EMC设计的基础。整机辐射发射超标，辐射敏感度不达标，大多是由于PCB引起的。

　　在PCB设计阶段处理好EMC问题，是使产品实现电磁兼容最有效，成本最低的手段。

　　1. 电磁骚扰发射的抑制方法之一：PCB布线及布局基本原则

　　电流必须在一个回路中流动。每个信号都有一个回流来构成回路。直流和低频时，回路电流总是从电阻最小的路径上通过；而高频时，回流总是从阻抗最小的路径上通过。

　　两根导线分别流过大小相等方向相反的信号电流和它的回流电流，它们的磁场也是大小相等方向相反，如果两根导线距离非常近，磁场即差模EMI辐射将完全抵消。所以基本原则是：如果要把差模EMI辐射减小到最小，信号线应尽量靠近与它构成回路的回流线，即必须把回路面积减少到最小。

　　精心的走线设计可以在很大程度上减少走线阻抗造成的骚扰，而抑制电磁骚扰发射。当频率超过数kHz时，导线的阻抗主要由导线的电感决定，细而长的回路导线呈现高电感（典型lOnH/cm），其阻抗随频率增加而增加。如果设计处理不当，将引起共阻抗耦合。

　　两根电流方向相反的平行导线，由于互感作用，能够有效地减少电感，总自感可表示为：

　　L = L1 +L2 - 2M

　　式中， L1、L2分别为导线1和导线2的自感，M为互感

　　M=L1/［1+（a/h）2］

　　式中，a—间距， h—离地面距离。当：L1 = L2，则：

　　L =2 （L1- M）&nbsnbsp;

　　当：a = 0

　　M = L1

　　，则 L = 0。

　　由此可以得到布线基本原则，即环路面积为零。例如，多层板层间距离很小，4层板为0.15mm，而28层板为0.05mm能真正做到环路面积为零，总自感为零，如图3所示。

　　图3 布线基本原则：环路面积为零

　　在印制板布局时，应先进行物理分区和电气分区，确定元器件在板上的位置，然后布置地线、电源线，再安排高速信号线，最后考虑低速信号线。

　　布局时，首先作好不兼容分割，元器件的位置应按电源电压、数字及模拟电路、速度快慢、电流大小等进行分组，以免相互骚扰。根据元器件的位置可以确定印制板连接器各个引脚的安排。所有连接器应安排在印制板的一侧，尽量避免从两侧引出电缆，减少共模辐射。其次，在安装，受力，受热和美观等方面应满足要求。

　　（1）电源线

　　在考虑安全条件下，电源线应尽可能靠近地线， 以减小差模辐射的环面积，也有助于减小电路的交扰。对于单一电源供电的PCB，一个电源平面足够了；对于多种电源，若互不交错，可考虑采取电源层分割，用作参考面时，需加缝补电容；对于电源互相交错（尤其多种电源供电，且互相交错的IC）的单板，则必须考虑采用2个或以上的电源平面。

　　（2）时钟线、信号线和地线的位置

　　时钟线、信号线与地平面相邻或与地线距离较近，形成的环路面积尽量小。必要时，两侧加地线护送。

　　（3）按逻辑速度分割

当需要在电路板上布置快速、中速和低速逻辑电路时，高速的器件（快逻辑、时钟振荡器等）应安放在紧靠边缘连接器范围内，而低速逻辑和存储器，应安放在远离连接器范围内。这样对共阻抗耦合、辐