基于DSP的高速PCB抗干扰设计

时钟的布局

对于时钟、片选和总线信号，应尽量远离I／O线和接插件。DSP系统的时钟输入，很容易受到干扰，对它的处理非常关键。要始终保证时钟产生器尽量靠近DSP芯片，使时钟线尽量短。时钟晶体振荡器的外壳最好接地。

(4)退耦布局

为了减小集成电路芯片电源上的电压瞬时过冲，对集成电路芯片加退耦电容，这样可以有效地去除电源上毛刺的影响，并减少在PCB上的电源环路反射。加退耦电容可以旁路掉集成电路器件的高频噪声，还可以作为储能电容，提供和吸收集成电路开关门瞬间的充放电能。

在DSP系统中，对各个集成电路安放退耦电容，像DSP、SRAM、Flash等，在芯片的每个电源和地之间添加，而且要特别注意，退耦电容要尽量靠近电源提供端(source)和IC的零件脚(pin)。保证从电源提供端(sotlrce端)和进入IC的电流的纯净，并且尽量能让噪音的路径缩短。如图2所示，处理电容时，使用大的过孔或多个过孔，且过孔到电容间的连线应尽量短、粗。2个过孔距离远时，因为路径太大，不好；最好的就是退耦电容的2个过孔越近越好，可以使噪声以最短路径到地。



另外在电源输入端或电池供电的地方加上高频电容是非常有利的。一般情况下，对退耦电容的取值不是很严格，一般按C=l／，计算，即频率为10 MHz时取0．1μF的电容。

(5) 电源的布局

在进行DSP系统开发时，电源需要慎重考虑。因为一些电源芯片发热量很大，应优先安排在利于散热的位置，要与其他元器件隔开一定距离。可以利用加散热片或在器件下面铺铜来进行散热处理。注意在开发板底层不要放置发热组件。

(6) 其他注意

对于DSP系统其他组件的布局应该尽量考虑到焊接方便、调试方便和美观等要求。如对电位器、可调电感线圈、可变电容器、拨码开关等可调器件要结合整体结构放置。对于超过15 g的器件要加固定支架再焊接，特别注意要留出PCB的定位孔及固定支架所占用的位置。PCB边缘的元器件离PCB板边距离一般不要小于2 mm，PCB最好为矩形，长宽比为3：2或4;3。

2.3布线设计

在综合考虑到增加DSP系统抗干扰性，增强EMC能力进行布局后，布线也要有一些措施和技巧。

(1) DSP的布线

布线大体上是从核心器件开始，并以其为中心展开。对于DSP这种PQFP(Plastic Quad FIat Pack)或BGA(BaIl Grid Arrayr)封装的器件，如图3所示，应先根据SRAM、Flash和CPLD的布局位置大体判断出走线方向，对引脚进行扇出(fanout)操作。特别是对于QFP&BGA类型的器件，扇出就显得尤其重要。在布线开始之初，就先把BGA类型器件的引脚作扇出，可以为后面的布线节省时间，并可以提高布线的质量和效率。在布线时，合理利用EDA工具的特点，比如power PCB的dynamicc rou-ting，可以最优计划空间。用dynamic的时候，这个功能会自动让线与线之间的空间保持在规则里面，不浪费空间，减少后续修改，提高布线的质量和效率。


对于高速DSP还要注意串扰及蛇行(delay tune)走线处理。蛇行走线处理，如图4所示，可以保证信号的完整性，还要保证高速信号参考平面的连续性。在需要作平面分割的时候，一定注意不要让高速线跨不连续的平面；非要跨，就加跨平面的电容，如图5所示。




当信号线(trace)间隔3倍信号线宽时，信号间相互串扰(coupling)的几率只有25％左右，这样就可以达到抗电磁干扰(EMI)的要求。所以，像CLK和SRAM这些高速信号线，切记与它旁边的信号线远离3倍宽以上，调等长时，即蛇型走线，线与线的宽度也要3倍信号线宽以上，包括对于其本身的信号线也要3倍信号线宽。如图6所示，线宽5 mil*，绕线本身内部的距离是15mil，大于等于3倍的线宽。


(2) 时钟的布线

对于时钟信号，要使其对于其他信号的走线距离尽量大，保证在4倍线宽以上的距离，并且在时钟(零件)的下面不要走线；对于模拟电压输入线，参考电压端和I／0信号线尽量远离时钟。

(3) 对系统电源的处理

电源是系统中最重要的部分。在PCB的层叠设计中分配了单独的电源层，但由于一个DSP系统有多种数字和模拟器件，这样所用到的电源也有多种，所以对电源层进行了分割，使相同电源特性的器件分割在同一区域内，可就近连接到电源层。但要特别注意，进行分割的时候要注意使参考电源平面的信号连续。经过实验证明，40 mil的线宽，可以通过的电流能保证有l A；对于过孑L，钻径为16 mil的可以通过1 A的电流，所以对于DSP系统，电源线大于20 mil即可。对于电源线上的电磁辐射防护要注意以下几点：

◆用旁路电容限制电路板上交流电流的泄漏；

◆在电源线上串接共模扼流圈(common modechoke)，以抑制流经线中的共模电流；

◆布线靠近，减小磁辐射面积。