8个常见的PCB设计误区

本文将介绍八个常见的PCB设计误区，以帮助工程师们更好地规避这些问题。

误区一：过于依赖自动布线

有时工程师们可能会觉得，对于不要求高度精密的电路板，可以简单地依赖自动布线工具。然而，自动布线通常会占用更多的PCB面积，并导致更多的过孔。大规模生产中，这会导致供应商的成本增加，从而影响成品率。

误区二：不加区分地上下拉电阻

在电路设计中，上下拉电阻用于稳定信号。然而，并非所有信号都需要上下拉。如果将电阻用于所有信号，特别是高功率信号，将导致不必要的功耗。

误区三：不考虑未使用的I/O口

许多CPU和FPGA芯片拥有大量未使用的I/O口。如果将这些口悬空，它们可能会受到外部干扰并成为输入信号，导致系统不稳定。最佳做法是将未使用的口设置为输出，以防止不必要的问题。

误区四：不关心FPGA的功耗

FPGA芯片的功耗与使用的触发器数量和翻转频率成正比。因此，相同型号的FPGA在不同电路中的功耗可能相差很大。减少高功耗触发器的数量是减少FPGA功耗的关键。

误区五：忽视小芯片的功耗

小型芯片的功耗可能不容易确定，但它们通常由引脚上的电流决定。如果小芯片的功耗高于预期，可能导致系统性能下降。

误区六：不正确地控制存储器片选信号

许多存储器芯片的功耗在片选信号有效时比片选信号无效时大很多。因此，应该使用CS（片选信号）来控制芯片，并尽可能缩短片选脉冲的宽度，以降低功耗。

误区七：过于关注信号过冲

尽管大多数信号都会出现过冲，但并不是所有信号都需要进行匹配。对于某些信号，如TTL、LVDS、422等，只要过冲在可接受范围内，就无需进行严格匹配。

误区八：认为降低功耗与软件无关

事实上，降低系统功耗与硬件和软件都密切相关。软件可以通过减少外部存储器访问次数、优化中断响应等方式降低功耗，因此，软件工程师也应该考虑功耗优化。

电子工程师在PCB设计过程中应该避免这些常见的误区，以确保他们的设计高效、稳定且经济。同时，不仅硬件工程师，软件工程师也应该共同努力，以降低整个系统的功耗，实现更好的性能和效率。

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常见问题解答：

问题：如何避免自动布线导致的不经济问题？

答：手动优化关键信号的布线，只使用自动布线工具来处理不那么重要的信号，可以有效减少过孔数量和PCB面积占用。

问题：为什么不用的I/O口需要设置为输出？

答：将未使用的I/O口设置为输出可以防止外部干扰引入噪音，并减少功耗。

问题：如何减少FPGA的功耗？

答：减少高功耗触发器的数量，合理选择FPGA型号，以及优化设计以减少翻转频率都可以降低FPGA的功耗。

问题：为什么要关注小芯片的功耗？

答：小芯片的功耗虽然较低，但在大规模应用中仍然可能积累成为问题。了解和优化小芯片的功耗有助于提高整体系统性能。

问题：为何要考虑软件对功耗的影响？

答：软件可以通过合理的编程和优化来减少外部存储器访问次数等，从而降低系统功耗，提高效率。