PCB控制板嵌入式系统的核心是什么?

时间:2023-07-20来源:佚名

工程师有时使用控制器印刷电路板来执行特定的任务。在一个项目中,一个PIC控制器被用来在电路中创建电压凹陷条件。在另一种情况下,FPGA板被用来控制电力电子转换器。与这些例子类似,我们在日常生活中遇到许多基于微控制器的嵌入式系统——任何正在使用的嵌入式系统都完全基于微控制器、微处理器或fpga。为了以预期的方式实现指定的功能,重要的是要以最大的谨慎和精度设计控制器板。在本文中,我们将进一步详细讨论嵌入式系统和微控制器PCB

PCB控制板嵌入式系统的核心是什么?

嵌入式系统中的PCB控制板

嵌入式系统存在于任何电子设备或产品中。工业环境中的温度自动控制、家庭自动化和交通信号控制只是嵌入式系统应用的几个例子。嵌入式系统被集成到电子产品中以预期的方式控制功能。嵌入式系统的特定任务是使用微控制器、微处理器和fpga来实现的。

考虑一个基于微控制器的嵌入式电子电路。大多数微控制器板由电源、复位、接口(JTAG)、振荡器、I/O外设、adcdac组成。在嵌入式系统的微控制器的帮助下,复杂的逻辑可以很容易地执行。

为了以特定的方式执行某个功能,嵌入式系统接收输入信号。微控制器解释I/O外设接收到的数据。接收到的数据根据存储在微控制器程序存储器中的指令进行处理。数据通过I/O外设传递到外部设备,完成特定的任务。

在嵌入式系统中,微控制器PCB或微处理器PCB是必不可少的。控制器板是任何嵌入式系统的心脏,对这些板的设计(特别是尺寸)给予最大的关注和精度是很重要的。

PCB控制板尺寸

控制板的大小是一个重要的限制。调整大小是根据应用系统中控制器板的可用空间大小来确定的。尺寸应能防止控制器板过热。组件的正确定位非常重要,这也影响到控制器板的尺寸。

大多数控制器板使用表面贴装设备(smd),因为减少了占用空间和组件之间的距离。将SMD组件组装在两面的双面PCB是控制器PCB设计中正式遵循的趋势。与多层控制器pcb相比,这种控制器板易于测试、修理、调试和返工,也使布线更简单。

多层控制器PCB

多层控制器PCB在路由和轨迹放置方面提供了更多的自由度。当控制器板被设计为多层PCB时,对其进行故障排除和修改具有挑战性。然而,由四层控制器印制电路板提供的典型PCB堆叠结构是一个很好的折衷方案。控制板的各部件在上下两层进行组装,这两层也是接地面。在外层焊接时,可以保证元件的正确位置和位置。内层留出作为信号层和电源平面。

如果没有控制器IC,任何控制器板都会过时。让我们在接下来的部分讨论控制器芯片和其他组件的包装选择。

控制器IC封装选择

在控制器板设计中,控制器IC封装是非常重要的,其封装也很重要。控制器IC封装的尺寸取决于产品尺寸、控制器印制电路板尺寸、I/O引脚数量、热应力、机械应力和PCB设计规则。控制器芯片可以采用不同的封装风格,如引线四平面封装(LQFP)、四平面无引线(QFN)、双平面无引线(DFN)、球栅阵列(BGA)和晶圆级芯片规模封装(WLCSP)

控制器IC的选择应与应用的确切需求相匹配,并提供高效率和成本效益。QFN包装提供更好的热传导,但有复杂的路由和机械应力。BGA封装支持控制板散热,适用于电路中的高速信号。使用WLCSP可以实现小型控制板。

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