M28X PCB設(shè)計(jì)指導(dǎo)
I.MX28系列是飛思卡爾Arm9?系列處理器的新成員，集成了顯示、電源管理、CAN、USB和以太網(wǎng)等連接功能，可為各種成本敏感型的應(yīng)用降低了系統(tǒng)成本和復(fù)雜性。針對(duì)其在PCB設(shè)計(jì)方面，我們總結(jié)了一些方法和經(jīng)驗(yàn)，歡迎大家借鑒和指導(dǎo)。
推薦的疊層（適用于6層板）：
1） L1（TOP，信號(hào)）- L2（地平面）-L3（電源平面、少量信號(hào)）-L4（信號(hào)）-L5（地平面）-L6（BOTTOM，信號(hào)）
L3，L4在RAM部分可走信號(hào)，BOOTOM走1.8V電源；CPU部分L3可敷電源。優(yōu)點(diǎn)是有兩個(gè)地平面，有較好的EMC性能和信號(hào)完整性。但L3只能走少量信號(hào)，需要配合底層扇出，可能需要增加更多的過(guò)孔進(jìn)行換層。
2） L1（TOP，信號(hào)）- L2（地平面）-L3（信號(hào)）-L4（信號(hào)）-L5（電源平面）-L6（BOTTOM，信號(hào)）
此疊層適合信號(hào)比較交叉的情況，保證L3，L4皆可出線。L5電源平面進(jìn)行了分割，相對(duì)上述疊屋在一定程度上電源完整性會(huì)更好一點(diǎn)。順便提一下的是要留意L4，L6的重要信號(hào)不要跨電源平面走線。
推薦的走線、疊層
單端：5mil
差分：4/6mil（線寬4mil，間距6mil）
疊層設(shè)計(jì)可參照下圖所示，對(duì)于L1，L3，L4，L6的阻抗有較好的控制。
過(guò)孔：可使用8/16mil或者10/16mil。該過(guò)孔大小剛好符合CPU內(nèi)5mil走線的扇出。
4層走線可參考官方指導(dǎo)手冊(cè)的扇出方法。注意使用4層板的話，需要走線的空間相對(duì)較大，而且底層信號(hào)走線較多，會(huì)影響濾波電容等的放置，會(huì)大大削弱信號(hào)完整性和EMC性能。對(duì)于要求較高的場(chǎng)合例如工業(yè)環(huán)境下，盡量還是使用6層及以上的設(shè)計(jì)。
DCDC_GND PIN(A17)至少有兩個(gè)過(guò)孔到地平面，可減少開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的噪聲。
DC-DC電感盡可能放置與CPU同一面，且盡可能靠近CPU，這樣可避免走線過(guò)長(zhǎng)和使用過(guò)孔。如果電感一定要放反面，則必須通過(guò)多過(guò)孔進(jìn)行連接。
DCDC_BATT PIN (B15)的輸入電容盡量靠近PIN腳放置，保持走線不長(zhǎng)于5mm。
以下布局和走線供參考（由于結(jié)構(gòu)的限制，DCDC_BATT的電容放置得較遠(yuǎn)）：
濾波電容必須靠近電源腳放置，包括DCDC_VdivIO, DCDC_VdivA, DCDC_VdivD。
LRADC和HSADC的各個(gè)信號(hào)都需要接0.01uF的電容，該電容須靠近CPU放置，并遠(yuǎn)離DCDC和其他數(shù)字電路（或者用地線隔開(kāi)）。HSADC包地。
濾波電容放置的例子（包括CPU電源的電容）：
晶振電路比較敏感，靠近CPU放置，走線盡可能短，并用地線保護(hù)起來(lái)。
地址/控制信號(hào)：長(zhǎng)度差控制在200mil；
時(shí)針CLK：差分長(zhǎng)度差控制在5mil；
數(shù)據(jù)DQ/數(shù)據(jù)掩碼DQM：長(zhǎng)度差控制在100mil；
數(shù)據(jù)選取DQS：差分對(duì)長(zhǎng)度差控制在5mil；長(zhǎng)度與DQ匹配。
以上信號(hào)單端阻抗為50-60歐姆，差分阻抗為100歐姆。地址和數(shù)據(jù)線之間不要交叉走線?？赡艿脑捦M的信號(hào)盡量使用相同的層。
VREF盡可能用比較寬的線。
有條件的話RAM各信號(hào)長(zhǎng)度匹配越精確越好，以下例子是嚴(yán)格等長(zhǎng)的（因?yàn)镃LK差分上有串聯(lián)的匹配電阻，實(shí)長(zhǎng)會(huì)比表格顯示的數(shù)值大），供參考。
參考例子（分別為CPU與RAM之間的L3，L4走線，BOTTOM層已隱藏）：
RAM的1.8V電源PIN，濾波電容要靠近放置，保持每個(gè)電源PIN和GND至少有一個(gè)過(guò)孔。
如下圖：
差分信號(hào)等長(zhǎng)走線，長(zhǎng)度差控制在5mil；阻抗約90歐姆。走線與其他信號(hào)要隔開(kāi)一定的距離，約20mil以上。也可包地處理。注意其信號(hào)不要跨越不同的地/電源平面，可保證其信號(hào)質(zhì)量，以避免其他EMI問(wèn)題。
TX/RX差分長(zhǎng)度差控制在5mil；差分阻抗為100歐姆。且其與板邊距離須1in以上，提高其輻射抗擾度。
TX與RX之間保持一定的距離，至少30mil以上。
49.9歐的上拉電阻盡量靠近接口放置，連線盡量短，不要超過(guò)400mil。
以太網(wǎng)變壓器兩端要進(jìn)行隔離處理，包括信號(hào)和地（適用需要外接變壓器的情況）。
1．CPU直接引出且靠近板邊、外殼、按鈕、接口等的信號(hào)，比較敏感，特別是做ESD測(cè)試時(shí)很容易引入干擾，所以要做保護(hù)處理。比較好的情況下是增加防護(hù)器件，兼顧成本的情況下至少也要作包地處理，靠近CPU附近位置要添加一小電容或者RC濾波。
2．電源平面進(jìn)行分割的時(shí)候，不要讓鄰近層的重要信號(hào)，特別是有阻抗要求的信號(hào)跨越不同的平面。否則會(huì)影響其信號(hào)的完整性。
3．M28X芯片自帶的DC-DC電路，其引腳的分布剛好與模擬、復(fù)位、晶振、USB等重要信號(hào)相鄰，在布局上可能會(huì)造成一定的困難。建議DC-DC、晶振電路的元件與CPU放置同一層，走線可直連，且減少了大量的過(guò)孔，可空出很多空間放置小電容與及其他信號(hào)的扇出。另外走線的時(shí)候建議每一層都用地線將以上信號(hào)分別包起來(lái)，避免互相影響。
4．1.8V、3.3V電源由M28X內(nèi)部直接產(chǎn)生，所以盡量采用敷銅的形式，且CPU背面盡可能每個(gè)引腳都添加至少一個(gè)濾波電容，保證其電源的完整性并往外部供電。留意并避免CPU內(nèi)部大量的過(guò)孔可能會(huì)切斷其電源平面的完整。
我們用上述方法，完成M283的核心板設(shè)計(jì)。核心板采用四周是郵票孔方式和外界連接，也可以使用1.27的排針相連。然后配置一個(gè)底板，就組成了一個(gè)可用的學(xué)習(xí)板或工控板了。
經(jīng)過(guò)我們測(cè)試，整個(gè)板所有接觸靜電放電8KV, 耦合放電15KV ，可見(jiàn)整個(gè)板的抗干擾能力是非常強(qiáng)的，作為工業(yè)控制用也是滿足要求的。
帶液晶屏的工控學(xué)習(xí)板模樣，在淘寶上有賣(mài)，才258元，真是免費(fèi)的Arm9?學(xué)習(xí)平臺(tái)。
