了解 ARM Coretex-A 系列芯片


1.UART串口
2.SPI 接口
3.USB Host/Device
4.音频接口
5.SDMMC接口
6.IIC(I2C)通信接口
7.键盘和外部中断
8.PWM Timer PWM Timer脉冲信号处理
9.时钟
10.复位
11.SYSTEM OPTION
12.JTAG


下面是芯片部分信息的分析


CPU 存储器接口 三个存储器接口
Menory Port 0 可以用于扩展外部SROM、NAND FLASH、CF和 One NAND Flash.
Memory Port 0 SROM 等待请求信号 nWAIT,该引脚需要特别注意,当没有外部设备使用他时,必须接上拉电阻,否则处理器会被锁死而不能正常工作;
Memory Port 1 可用于扩展外部DDR1/2 SDRAM存储器;
Memory Port 2 可用于扩展外部DDR1/2 SDRAM存储器;






多媒体接口
1.LCD控制器接口
水平同步信号(Horizontal synchronous signal)与垂直帧同步信号(Vertical synchronous signal)写满整个屏幕的数据也就成为一个"帧"的数据。SYSRS标识寄存器与VEN_DATA标识YUV422等。
2.ADC及触摸屏控制器接口
3.TVOUT DAC  包含LPF电路的低电压视频放大器,经过该放大器后可以直接连接电视机。
4.CAMERA 摄像机接口
5.Modem/CAMIF/CFCON/MHL/MIPI/KEYPAD/SROM(ADDR16_22)
6.HDMI
7.MIPI_DSI/CSI 






了解电源部分原理图 了解Operation Freq ARM、Operation Freq BUS频值和VDD_ARM_AP、VDD_INT_AP 等电压值
注:当内核主频超过 800MHz 时,VDD_ARM 电源电压值应该高于VDD_INT 的电压值。
VDD_ALIVE_AP:内部alive模块电源,就是指处理器复位模块和各端口状态寄存器所需要的电源,无论是处理器工作在正常模式,还是在低功耗的掉电模式,它应该总数被提供。其典型值为1.1V,工程师测试希望得到更稳定电压的情况下提供的典型值应为1.2V。
VDD_APLL_AP、VDD_MPLL_AP、VDD_EPLL_AP、VDD_VPLL_AP:分别为4个内部锁相环 APPLL、MPLL、EPLL、VPLL的电源输入。
APLL用于产生ARM Cortex-A 内核和MSYS的时钟(ARM core and MSYS clock); MPLL用于产生系统总线时钟( a system bus clock )和特定时钟(special clocks); EPLL用于产生特定时钟(special clock);VPLL 用于产生视频接口所需的时钟,其典型值为1.1V,工程师测试希望得到更稳定电压的情况下提供典型值为1.2V.
VDD_SYSS0_AP:系统控制的IO模块电源,包括外部外中断 XEINT[0:7]、系统操作模式选择 XOM、硬件复位XnRESET、USB震荡XusbXtal、JTAG 接口。典型值为1.8/2.5/3.0V,根据这些IO设备的实际接口电平确定,通常为3.0V或3.3V.


VDD_SYS1_AP:系统控制的IO模块电源,包括外部中断XEINT[8:15]. 典型值值为 1.8/2.5/3.0V,根据这些IO设备的实际接口电平确定,通常为3.0V 或3.3V.
VDD_ADC_AP:ADC 电源,典型值为3.3V。
VDD_AUD_AP:AUDIO音频电源,典型值为2.5/3.0V。
VDD_CAM_AP:CAMERA 电源,典型值为 2.5/3.0 V。
VDD_DAC_AP:DAC 数字电源,典型值为3.3V。
VDD_MODEM_AP:MODEM 电源,典型值为2.5/3.0V。
VDD_KEY_AP:KEY键盘电源,典型值为2.5/3.0V。
VDD_LCD_AP:LCD 电源,典型值为 2.5/3.0V 。
VDD_MIPI_D_AP:MIPI Core 电源,典型值为 1.1V。
VDD_MIPI_PLL_AP:MIPI PLL 电源,典型值为1.1V。
VDD_MIPI_A_AP:MIPI I/O 电源,典型值为1.8V。
VDD_HDMI_OSC_AP:HDMI OSC 电源,典型值为3.3V。
VDD_HDMI_PLL_AP:HDMI PLL 电源,典型值为1.1V。
VDD_HDMI_AP:HDMI TX Core 电源,典型值为 1.1V.
VDD_UHOST_A_AP:USB OTG I/O 电源,典型值为3.3V.
VDD_OTG_A_AP:USB OTG I/O 电源,典型值为 3.3V.
VDD_UHOST_D_AP:USB HOST Core 电源,典型值为1.1V 。
VDD_OTG_D_AP:USB OTG Core 电源,典型值为1.1V。
VDD_CKO_AP:RTC CLOCK OUT 电源,典型值为2.5/3.0V。
VDD_RTC_AP: RTC 电源,典型值为2.5/3.0V.
VDD_EXT0_AP:EXT0 电源,包括UART0、UART1、SPI0,典型值为1.8/2.5/3.0V。
VDD_EXT1_AP:EXT0电源,包括UART2、UART3,典型值为 1.8/2.5/3.0V.
VDD_EXT_AP:EXT0 电源,包括SPI1,典型值为 1.8/2.5/3.0V.
在手持设备中,当用户不操作时往往需要产品关闭某些电源,以节省电池使电池可以工作更长的时间,因此芯片在设计时往往会有正常、待机、休眠等模式,待机休眠时有些电源可以关闭,有些电源却不能关闭,如标 2.1 所列为各组电源的工作条件。


MPU各电源所需要的滤波、去耦电容。如果PCB板空间允许,每组电源还应放置一个10μF或4.7μF的钽电容或陶瓷电容。
Memory port1 可以支持DDR2 SDRAM. K4TIG084QQ-HCE6 或 K4T1G084QQ-HCF7
在DDR2中,通常有DQS,LDQS,UDQS,RDQS信号定义。在x16(16bit 数据宽度)的DDR2芯片中,LDQS对应数据DQ0-DQ7,UDQS对应数据DQ8-DQ15;在 x8( 8bit 数据宽度 )的DDR2芯片中,为DQS,另外RDQS选项使用DM一脚来使能去采集读时序,也就是说MPU不仅使需要DQS信号,还需要DM信号一起完成芯片的读写操作。


CK、nCK:差分时钟输入。所有的地址线、控制信号都是靠该时钟边延实现采集。
CKE:时钟使能。当为高电平时,时钟输入有效,当为低电平时,芯片进入掉电模式和自刷新操作。
nRAS、nCAS:行列地址输入选择。
nWE:写使能输入。
nCS:片选信号。
ODT:On Die Termination.
NC:No Connect,空脚。
VDD0~VDD3:电源提供,典型值为1.8V.
VDDQ0~VDDQ4:DQ电源提供,典型值为1.8V.
VSS0_VSS3、VSSQ0~VSSQ4:电源地、DQ电源地。


要强调的是4片DDR2芯片K4T1G084QQ-HCE6 与MPU的接法上,电源、时钟(CK,nCK,CKE),地址线(A0~A13,BA0~BA2),片选(nCS)和控制线(nRAS,nCAS,nWE)等是相同的,不同的是数据线(DQ0~DQ15)及相关选通使能信号(DQS,nDQS,DM),4片DDR2芯片的DQ0~DQ7 依次串联到MPU的XmlData[0:31],另第一片DDR2芯片的 nDQS,DQS,DM分别接MPU的XmlDQSn0,XmlDQS0,XmlDM0,第二片DDR2芯片的nDQS,DQS,DM分别接MPU的XmlDQSn1,XmlDQS1,XmlDM1,第三片 DDR2 芯片的 nDQS,DQS,DM 分别接MPU的XmlDQSn2,XmlDQS2,XmlDM2,第四片DDR2芯片的nDQS,DQS,DM分别接MPU的XmlDQSn3,XmlDQS3,XmlDM3.


DDR2( 2Gbit *4 ) XM2 
Memory port 2 同样也可以支持 DDR2 SDRAM. K4T2G084QA-HCE6或K4T1G084QA-HCF7 ,比之前的K4T1G084QQ容量增大一倍,单片容量是2Gbit(256MB),数据长度也为 8bit,即 256Mb *8 ,那么此时的原理图中使用了4片K4T2G084QA-HCE6,最后的容量就为 256Mb * 8 * 4 , 即 1 GB.


DDR2 内存 K4T1G084QQ和K4T2G084QA BGA 引脚分布
和XM1 K4T1G084QQ一样,这里需要强调的地址线连接方法如下所示:


XM2ADDR_[0:13]   ->A[0:13]
XM2CK21          ->A14
XM2ADDR_14       ->BA0
XM2ADDR_15       ->BA1
XM2CSn1          ->BA2
XM2CSn0          ->nCS






Power Jumber  电源跳线原理
该部分主要是 DC/DC 或 LDO电源输出到处理器电源输入间的跳线选项,由于各电源同时给的多路电源供电,因此在的某个电源之前放置一个跳线端子或0欧姆电阻,或者跳线端子与NC电阻并连。NC电阻可以旋转焊接0欧姆,或者空着不焊接。跳线端子可以使工程师方便的接通或断开的某路电源,也可以方便的实现电流的测试。焊接 0欧姆 电子可以使某路电源固定接通,如果该路电源不需要经常性的被接通、断开,就可以选择 0欧姆 (当然也可以使用烙铁将其断开)。0欧姆电阻不仅方便某路电源的调试,而且当短路或其他问题使电源电流过大时,充当保险丝的作用,另外如果想提高电源的质量(减少高频干扰和尖峰干扰),也可将 0欧姆 电阻换成磁珠,如VDD_HDMI_AP,VDD_HDMI_PLL_AP电源前的 FB1,FB2.


当进入睡眠模式的时候会关闭PVDD_LD03、PVDD_LD04等


分析5V电源输入和多路 DC-DC、LDO输出。JACK1 为电源插孔, 5V 电源从这里输入,经过F1额定电流为1.5A的PPTC(自恢复保险),当短路或电流过大都会起保护作用。 ZD3 为 1SMB5920BT3G,是6.2V的稳定二极管,在这里起稳压和限幅的作用,也就是说当输入电源超过6.2V或者插错电源使输入为负电源,ZD3都会起到保护作用。SI4423DY 为P-Channle 20 V(D-S) MOSFET 管,这里作为5V电源的开关,源极接5V电源输入,漏极作为DC5V输出,栅极接到U44 MAX6458的输入。MAX6458是一款电压检测器(Voltage Monitor),其输出段控制着 U44 SI4423DY MOSFET 管的导通与载止电压高于该参考值时,OUT一脚就输出高电平,也就是说当电源孔输入的电压约大于5.77V[(1.228/12.7)*(12.7+47) =5.77]时,MOSFET管的栅级电压也约为输出值(因为 MAX6458 的OUT输出为高,即约等于其VCC输入),那么此时MOSFET管截止,起到过电压保护的作用。当输入电压输入低于 5.77V时,MAX6458的 OUT 输出为低电平,即MOSFET管的栅级电压为0V,MOSFET管导通,DC5V电源正常输出,也就是该部分原理图中的F1、ZD3、U44、U43,其实是起到电路的电源保护作用,有效的对电源起到监控保护作用。 
LM2832XMY 为2A的降压型 DC-DC 转换器,其外围电路原件(储能用的功率电感L2,续流用的肖特基二极管ZD2,及反馈调节用的分压电阻 R1,R2)都是DC-DC的典型接发,详情请参考LM2832数据手册,或开关电源的有关书籍,注意,LM2832的输出使能端EN高电平有效,接到了PVDD_LDO9,也就意味着只有当PVDD_LDO9电源有输出是,U39 LM2832XMY才有输出,即VDD_MEM_1V1才有电源,LTC3406为 600 mA 的降压型 DC-DC 转换器,器内部集成了类似的续流二极管,所以他的外围电路中没有 LM2832XMY中提到的肖特基二极管。LTC3406产生输出 VDD_3V3电源,使能输入也有PVDD_LDO9控制。U40 MAX1818和U41 LT3201 都是 500 mA的低压差 LDO,分别产生VDD_1V8和VDD_1V1,U40的电源使能端也是有PVDD_LDO9 控制,而U41的电源是你呢个端由PVDD_INT控制。这些电源的输出使能为什会由不同电源输出控制,这关系到电源上电顺序及电源的低功耗模式。
 






所有内部PLL都支持外部晶振(无源晶振)和外部时钟源(可有有源晶振产生)输入,一般输入的时钟频率都比较低,通常在24MHz,RTC使用标准的32.768kHz,处理器再通过内部PLL电路倍频得到合适的时钟,这样可以降低外部电驴对高频时钟的干扰。
这里的X1,X2,X3,X4为无源晶振,他们分别为 USB,Main,RTC,HDMI的锁像环PLL提供振荡频率为24MHz,24MHz,32.768 kHZ,27MKz 的时钟。OSC1为27MHz 有源晶振,为USB或 Main PLL的备选输入时钟,供测试试用,默认情况下不输入给Main,可以通过不焊接X2和通过焊接R152,R149或R152为NC电阻来使能有源晶振作为输入时钟。


所有晶振两端对地的14 pF 电容为匹配电容,取值是根据厂家给出的负载电容值通过公式计算得到,严格将是需要自信晶振厂家的,一般都在10pF 到 30 pF 之间。晶振两端并联的电阻 5.1 M欧姆  或10M 欧姆电阻可以保证更加容易起振。


当硬件仿真器配置或复位目标系统时,会从nTRST和nSRST 同时输出复位信号,nTRST(300 ms)要比nSRST(100 ms) 延续的更长时间。nTRST和nSRST分别输入到的JTAG模块的复位输入和处理器硬件复位端,进行复位控制。SW2,SW3分别控制处理器的Warm Reset 和 Hardware Reset 的复位,U38为与门电路,是SW3,EXT_nRESET,PMIC_nRST_OUT都能控制XnRESET端复位有效。


一般设计是集成3路 DC-DC,9路LDO.各路电源都是根据处理器各种电源实践锁需的电流值进行提供,最重要的是他根据处理器所需要的上电时序和掉电时序进行了特别优化。
1) 3路同步降压型电源转换器。
Buck1 可为处理器内核提供上限为1.2V/1A的稳定电源。
Buck2 可为处理器内部内存控制器提供上线为1.2V/1A的稳定电源。
Buck3 可为系统板上内存提供上线为1.8V/800mA的稳定电源。
2)9路LDO电压调节器
LDO1 为提供系统RTC电源 3.0V/10mA,总是提供状态。
LDO2 为提供处理器VCC_ALIVE电源 1.2V/10mA.
LDO3 为提供1.2V/50mA.
LDO4 为提供1.8V/450mA.
LDO5 为提供2.8V/300mA.
LDO6 为提供2.6V/150mA.
LDO7 为提供3.0V/150mA.
LDO8 为提供3.3V/150mA.
LDO9 为提供3.0V/450mA.


电源上电 / 掉电时序
RSOn为复位信号输出,当LDO9的电压值上升到最终设定值的87%时,RSOn将输出延续 60ms 的复位信号,用于复位处理器。也可以通过手动复位引脚输入端MRn来产生复位信号输入检测端,共有三个状态(SRAD=1;AC/ADh is se-lected. SRAD=flation; BC/BDh is selected . SRAD =0; CC/CDh is selected).


LBOB为电池监控功能输出,当监控功能禁止时,该引脚输出高电平,ERFBP为内不参考电压输出。VCC_COIN为备用电源输入端,通常连接纽扣电池,他作为LDO1的输入,提供给处理器RTC电源。


OneNAND/LCD I/F(NonMIPI)将NAND Flash 存储器进行NOR Flash 接口化,即采用了NAND Flash 的存储体结构,又引进了NOR Flash接口与外部处理器进行操作。另外还增加了Buffer RAM,Boot RAM,Data RAM 等,读操作速度可以达到1.8M bps的性能,而容量可以做到250MB到8GB。


NOR/NAND/SRAM/Chip Selection
AM29LV800BB(兼容替代产品有SST39VF800)为512K * 16bit 的NOR Flash 总量为1MB,它由单独的地址总线、数据总线、输出使能、写使能和片选信号组成,是由处理器直接寻址编码的线性存储器。2的19次方为512k工作在16bit模式下正好为1MB的NOR Flash AM29LV800BB.


Ext .ROM Bus/Host_Modem IF/MHL 外部扩展MODEM或者MHL模块接口,前者是我们常用的调制解调器接口,后者是一种比较新型的携便式产品,用于移动高清连接技术(Mobile High-Definition Link/MHL)接口。利用该接口连接,用户可以使用设备(如手机、数目相机、motion播放器等),把高清内容转移到高清数数字电视上。


Audio(WM9713_AC97) AC'97 音频格式的CODEC芯片 WM9713L,移动通信处理设备而设计的高集成音频输入/输出编解码芯片。
MCLK(IISMCLK WM8580)为CODEC的系统主时钟;PAIFRX_LRCLK(T_Xi2sSCLK0/PCM_FSYNC2)为PAIF(Primary Audio Interface)接收器的左/右声道字时钟(left/right word clock); PAIFRX_BCLK(T_Xi2sSCLK0/PCM_SCLK2)为PAIF接口器位时钟(bit clock); DINI(T_Xi2sSD0_0/PCM_SOUT2)、DIN2(T_Xi2sSDO0_1)、DIN3(T_Xi2sSDO0_2)都为PAIF接口器数据输入,从处理器输出,上述主要为音频解码输出所用的与处理器键的IIS接口,PAIFTXLRCKL(T_Xi2sSclk0/PCM_FSYNC2)为CODEC芯片PAIF(Primary Audio Interface) 发送器的左右声道时钟(left/right word clock);DOUT(T_Xi2sSDI0/PCM_SIN2)为PAIF发送器数据输出,从CODEC输出到处理器.MFP1、MFP2为CODEC多功能配置引脚。


External Keypad 该部分为扩展盘接口,CON12为8*8的键盘矩阵(kp_COL[7:0]、kp_ROW[7:0]),CON12、CON13共同组成14*8的键盘矩阵(kp_COL[7:0]、kp_ROW[13:0])


UART/IrDA 串口、红外通信
UART多功能串口,如图 2.53 主要是串行接口引出部分的原理图,MAX3243 为多通道RS-232驱动发送/接收器,且具有15kV ESD保护功能,他包含3个驱动发送器和5个接收器。CON14为UART0的RS-232端口,U25作为UART的RS-232电平驱动发送/接收器,XuTXD0、XuRXD0分别为UART0的发送、接收端;XuRTSn0、XuCTSn0分别为UART0请求发送和允许发送端,在硬件流控制中需要用到;另外这里还使用XpwmTOUT1、XpwmTOUT2 分别作为UART0 数据中断准备好(DTR)和数据准备好(DSR),在全功能Modem接口通信中需要用到。 


网络驱动芯片Ethernet 100 Mbps(DM9000)通过Memory Port 0 扩展实现。 DM9000 是一款 10/100M 网卡芯片。DM9000芯片的SD[15:0]为16位数据总线,连接到处理器的 Memory Port 0 的数据总线 B_Xm0DATA[15:0];nIOR/nIOW 分别为读/写信号连接到 B_Xm0OEn、B_Xm0WEn;nCS为片选信号连接到nCS_ETH,nCS_ETH由拨码开关CFGB5或CFGB6 分别选通到 Memory Port 0 的B_M0CSn4 或 B_MOCSn5;INT 为中断请求信号连接到XEINT9,默认为高电平有效,可能通过EEPROM设置修改;CMD为命令类型选择信号,这里连接到处理器 Memory Port 0 地址线 B_Xm0ADDR0,当为高电平是,命令周期的访问是DATA端口,为低电平是,命令周期访问是 INDEX端口。 


WVGA LCD 板接口及LED背光驱动,CON2连接LCD屏的 45pin FPC线接口,因此了LCD所需要的 24bit RGB 数据信号,5个控制信号(VCLK、RESET、HSYNC、VSYNC、VDEN)和触摸屏接口,还有3.3V的LCD 电源即两路LED背光电源。LED所需电流范围在15mA到25mA,典型值为20mA,这里由两个DC-DC转换器LT3591EDDB分别驱动.LT3591为Linear Technology 公司的内部集成肖特基二极管的LED驱动器,他是一个固定频率电流Setp-Up升压型DC-DC转换器,最多可以驱动10个白光LED。
输入电源在 3~9V之间,这里连接到 SYS_POWER,SYS_POWER为CPU板上的DC5V.VDD_LED1和VDD_LED2分别接两路7个LED串的正极,LED串的负极直接接地。LCD_BL连接CPU板的XpwmTOUT3/PWM_MIE端口,输出 PWM 脉冲给LT3591 的 CTRL 输入,以实现 LCD 背光亮度。


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在硬件组合中可选组合非常多
如果使用 ARM Cortex-A 系列,Memory:DDR2 存储器,Flash:SLC NAND FLASH,TFT LCD Touch,电视视频输出/入:CVBS,音频输入/输出:标准3.5 mm 立体声耳机产控加Speaker 加 MIC,USB Host/OTG:支持,UART:支持,SD卡接口:支持MiniSD,以太网接口:100 Mbps,键盘显示:2个功能按键加4个用户LED


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PCB Layout 技术  OrCAD、Allegro
基于 OrCAD Capture 绘制


确定封装BOM物料开始绘制PCB
电阻优化:BOM表中,阻值有 4.7K欧姆、10K欧姆、11K欧姆、12K欧姆、15K欧姆、20K欧姆、2.2K欧姆、2.4K欧姆等。
我们开关电源的输入为5V,那么只要选择两个电阻取代11K欧姆和3.9K欧姆得到1.2V到5V之间的电压即可使他们正常工作,因此这两个电阻的取值范围还是很宽的,我们再试分别用电压即可使他们正常工作,因此这两个电阻的取值范围还是很宽的,我们暂时分别用10K欧姆和4.7k欧姆来取代11k欧姆和3.9欧姆。正常情况下TH端连接电池的温度传感器,但当电池不喊温度传感器时需要将TH端下拉一定阻值的电阻到地。


贴片电阻(SMD Resistor) 叫"片式固定电阻器"(Chip Fixed Resistor),又叫"矩形片状电阻"(Rectangular Chip Resistors),是由ROHM 公司发明并最早推出市场的。其特点是耐潮湿,可靠度高,外观尺寸均匀,精确且温度系数与阻止公差小。按工程工艺分厚膜(Thick film Chip Resistors),薄膜(Thin Film Chip Resistors)两种。厚膜电阻是采用丝网印刷将电阻性材料淀积在绝缘基体(例如玻璃或氧化铝陶瓷)上,然后烧结形成的。


目前一般用途的PCB都会使用0603的封装,当对功率有一定要求时则选用0805封装,体积小巧的手持设备往往使用0402封装,甚至更小。设计得小巧一些,所以基本都选用0402封装,个别电阻使用0603以满足将来调试时更换的需求。子PCB封装的命名上,在封装尺寸前增加字母R以表示该封装为电阻的封装,如R0402、R0603。


内存芯片K4T1G084QE-HCF7
K4T1G084QE-HCF7 为60ball FBGA 封装,即为总共60各Ball(球,即引脚)的FBAG封装,如图5.6所示为它的Bottom View 及相关尺寸。


闪存芯片 K9F1G08U0B-PCB0
K9F1G08U0B有48-pin TSOP1(有时也用TSOP-I表示,即TSOP 封装I类型,TSOP还有 II 类型的封装,如SDRAM常使用的就是54-pin TSOP-II 封装 )和 WSOP1 两种封装,一般都选用TSOP1(12*20/0.5mm pitch),即长为 12mm,宽为20mm ,引脚间距为 0.5 mm。  


RS-232 收发器芯片 SP3232ECN
SP3232的封装类型有很多中,有 16-Pin SSOP、PDIP、WSOIC(W即为wide)、nSOIC(n即为 narrow)、TSSOP,选择最常用的 16-Pin nSOIC,对应芯片的完整型号为SP3232ECN


以太网络控制芯片 DM9000CEP芯片为正方型的LQFP封装,共48各引脚,4各方向边,每个边为12各引脚。芯片包括引脚的长度为 9.00mm,不包括引脚时的长度为 7.00mm.每个引脚宽度为 0.22+-0.05mm,引脚与引脚间距为 0.50mm.


视频 Decoder 芯片 TVP5150AM1PBS
TVP5150AM1系列有32 - Pin TQFP和 48 - Terminal PBGA 两种封装.
TVP5150AM1PBS 芯片为正方型的TQFP封装,共32个引脚,4各方向边,每个边为8各引脚。芯片包括引脚时的长度为7.00+-0.10mm,不包括引脚时的长度为 5.00 +- 0.05mm。每个引脚宽度为 0.20 +- 0.03mm,引脚与引脚间距为0.50mm.
将TVP5150AM1PBS的该PCB封装命名确定为TQFP32


电源管理PMU芯片 ACT8937QJ206-T
ACT8937QJ206-T芯片为正方形的TQFN55封装,共40各引脚,4个方向边,每个边为10各引脚,边长度为5.00+-0.100mm。每个引脚宽度为 0.200+- 0.050mm,引脚与引脚间距为0.400mm。另外,芯片背光的中心区域有一块正方形金属面,有利于芯片散热,变长为 3.600+- 0.150mm。


电源DC/DC转换器 RT8008-33PB
TR9008 系列有 TSOT-23-5 和 SOT-23-5 两种封装
RT8008-33PB芯片在尺寸上,长为 2.692mm to 3.099mm之间,包括引脚的宽为 2.591mm 到 2.97mm之间,共5各引脚,每个引脚宽度为 0.356mm to 0.559mm之间,引脚与引脚间距为 0.838 mm 与 1.041mm之间。




电源 LDO 转换器 RT9193-1HPB 
TR9193-1H系列有SC-70-5、TSOT-23-5、SOT-23-5、WDFN-6L 2*2(W-Type)、MSOP-8多种封装,依然选用SOT-23-5,对应的完整型号为 RT9193-1HPB,其中后缀1H表示输出为1.85V版本。RT9193-1HPB的封装尺寸、PCB封装命名都和RT8008-33PB的SOT-23-5相同,请参考 5.3.9 小节 TR8008-33PB部分内容。


LCD 背光电源 Step-up DC/DC转换器 RT9293BGJ6
RT9293BG 系列有TSOT-23-6、WDFN-8L 2x2(W-Type)两种封装


RTC的32.768kHz晶振封装
目前比较常用的32.768kHz晶振通常有直插的圆柱形和表贴两种封装,前者体积较大价格便宜,后者体积小。


主时钟和USB时钟的 24MHz晶振封装
这种晶振通常也有直插和贴片两种,贴片的右有类似直插的49SMD型的,和类似于有源晶振的无源SMD封装,前者的体积相对大一些,后者有不同的尺寸规格,如 5.0*7.0、5.0*3.2、3.2*2.5 等。


HDMI和DAC时钟所需的27MHz晶振,27MHz晶振和24MHz晶振使用同一封装


以太网控制器所需的25MHz晶振,25MHz晶振和24MHz晶振使用同一封装


视频Decoder所需的14.318 18 MHz晶振,14.318 18MHz晶振和24MHz晶振使用统一封装


发光二极管LED,以前最常见的是那种帽子型的直插型,有单色的两脚的,也有双色的3脚的,现在贴片的非常常用,如 0603、0805、1206、3020,甚至还有大些的贴片封装等
SMD LED 的0603 封装的尺寸和电阻、电容是一致的,0603是指长为0.60,宽为0.30,单位为英寸,用好密表示时,长为1.60mm,宽为0.80mm.
在PCB封装的命名上,在SMD LED 封装尺寸前增加字母D以表示该封装为发光二极管LED的放置,如 D0402、D0603、D0805等。


功率电感(有时也称"储能电感"),将器他电路上使用的普通电感称为"信号电感",主要应用与DC-DC 电源电路中,是不可缺少的原件,他不仅扼制突变电流,更为重要的作用是电容一样作为储能原件,为输出端提供连续的能量供应。他和电容、肖特基二极管一起将被开关信号编程方波的输入电源整流、滤波成平滑稳定的电源输出。
功率电感的取值一般取决于电路对纹波的要求和PCB板空间等。电感值越大,电源输出波纹越小,但电感尺寸也相应越大,等效的直流阻抗也越大,一般的DC/DC转换器数据手册会给出参考值。


电感实际尺寸长和宽都为 3.0+- 0.2 mm,高为 2.0mm.
在PCB封装的命名上,在SMD电感封装尺寸前增加字母L以表示该封装为功率电感的封装,LSMD3x3.


铁氧体磁珠为 EMI 晶噪滤波器件,在高频呈现一定的抗阻,广泛应用与各种高速信号及电源线上,用于对高频噪声等的处理,最著名的应该算是村田制作所(muRata)的产品了。如BLM18PG121SN1,他应用与电源滤波场合,在 100MHz是阻抗为120欧姆,在直流电是阻抗为 0.05欧姆,为 0603封装。


该磁珠为1.6mm+-0.15mm,宽和高都为0.8mm+-0.15mm.另外还有0402、0805、1206等封装才磁体,对应的型号分别为 BLM15PD121SN1、BLM21PG121SN1、BLM31PG121SN1.当然国内也有相应的磁珠产品。


在PCB封装的命名上,在铁氧体磁珠封装尺寸前增加字母FB以表示该封装为铁氧体磁珠的封装,如 FB0402、FB0603、FB0805等。
肖特基二极与普通整流二极管相比有很小的正向压降和反向恢复时间可以忽略不计等特点,因此广泛应用于开关电源,及作为开关功能的电路中。ANARM_A8使用的肖特基二极 MBR130T1G为 ON Semiconductor 公司的 30V/1.0A的产品,为 SOD-123封装。


MOSFET 场效应管封装:场效应管型号为 Si2301CDS-T1-E3,封装为 SOT-23。


接口座封装:这部分的封装是最难确定的,因为他们的种类太多,接口引脚排列也不一致,所以通常需要确定使用那种接口(在产品设计时,该接口后续的货源肯定是要保障的),再根据所选接口的尺寸确定封装尺寸。


UART的DB9接口:串口 RS232 接口类型也分公(针)、母(孔)型,又有弯脚型和直脚型等


SB HOST和USB OTG接口座:USB 分为 HOST、DEVICE 和 OTG(即可做 HOST 也可以做DEVICE),对应的USB接口座名称为 A、B、Mini-B系列插孔。HOST 又分单针型和双针型。


以太网RJ45座:目前RJ45座在功能上有两种,一种是将网络变压器(隔离器)集成在RJ45座当中,另一种是单纯的RJ45座。显然前者的价格要高些,通常比RJ45和网络变压器加起来的价格要高。在封装上,前者比后者要长一些,但比RJ45和网络变压器所使用的PCB面积要小的多。另外,也有带LED灯和不带LED灯的区别。


MIC输入B04051AL、Speaker输出和锂电池输入:采用XH2.54-2P插件来连接B4051AL、Speaker和锂电池,通常一套有插头、插座、端子组成。


音频LINE 输入/HP 输出:选用5个引脚的2.5mm的贴片音频插座,型号为 PJ20170。


视频输入/输出:使用两种颜色的RCA座来区分视频信号的输入和输出,输入为红色对应型号为 AV1-8.4-1,输出为黄色对应型号AV-8.4-07。


LCD板接口FPC座:FPC座的封装也有很多种,处理引脚数量的不同,Pin与Pin间的不同间距值外,还分上接、下接等不同类型,锁扣方式也会有所不同,另外厚度也会有不同等。选用FH19SC-40S-0.5SH是HRS的产品,它引脚数总共为40Pin。引脚与引脚间距为0.5mm,下接式。


电源输入接口座:DC 5V电源输入的接口座。


下面是layout设计指南


BGA焊盘尺寸的设定,GBA过孔:是躲板层之间实现电气连接的唯一方法,只要有信号需要通过其他层与外部连接,那么过孔就是必需的。而盲孔和埋孔不仅大量的增加PCB成本,而且也增加制造工艺的精度要求,降低成品率。VDD_ARM、VDD_INT和VDD_Men等电源走线应该加宽,以放置电压跌落引起处理器运行不稳定,对于GND应该连续地和参考的地平面连接在一起,这样既可以提供信号质量,也有利于芯片的散热。


传输线组控制,系统有很多高速信号,为了保证这些高速信号的完整性,必须进行阻抗控制,带状线(Strip line)和微带线(Microstrip line)两种传输线可在 PCB 板制造过程中实现阻抗的可控制。


带状线(Strip line)是一条置于两层导电平面(地层或者电源层)之间的电介质中间的铜带线。由于两边都有电源或者底层,因为可以实现有效的屏蔽保护,和有效的辐射防制作用,阻抗也容易控制。如果线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的距离是可控的,那么线的特性阻抗也是可以控制的。


传输线的电容C0、电感L0、阻抗Z0和传播延迟 TPD 值都可以通过 PCB 尺寸和材料介电常数计算得到。实际应用当中,很少使用上述公司计算,而是通过阻抗控制软件去计算实现,然后在PCB 制板时给PCB板厂提出阻抗控制要求,有些公司还会对 PCB上传输线的阻抗进行测量。


去耦电容及其他过孔方式:高频开关切换器件,必须放置足够容量的去耦电容,以保证在最短距离内提供所需要的电源能力。如果去耦电容缺乏容量或提供路径阻抗太高,则切换噪音将成为辐射源。去耦电容根据频率必须使用合适的电容类型,由于去耦电容阻抗为 x=sqrt(r1+...),寄生电感值可以根据频率确定,所以一定要根据频率带宽选择去耦电容器。


高速系统中的 DDR2、USB 等大部分信号线都是需要进行阻抗控制的,对于高速信号而言,主要是信号的反射所引起的失真,也就是不能正确的从发送端到达接收端。影响阻抗的关键因素主要有:线宽(W)、线距(S)、线厚度(T)、介质厚度(H)、介质常数(Er)。


Level Shifter & Buffer(SROM EBIIF)缓冲开关器件原理主要为 Memory Port 0的地址线,数据线及各种控制信号增加缓冲器,他有两个目的。第一目的是接口信号电平转换,不同电平的信需要匹配,故必须进行电平转换,Memory Port 0 还要扩展OneNAND,而OneNAND的接口电平为1.8V.第二个目的是增加缓冲器可以提升总线的驱动带载能力,在嵌入式系统中,因为单个处理器的Memory Port 0 还需要扩展OneNAND,而OneNAND的接口电平为1.8V。第二个目的是增加缓冲期可以提升总线的驱动带载能力,在嵌入式系统中,因为单个处理器的每个信号引脚的驱动带载能力都很有限,而当驱动的外设很多(在SMDK S5PV210中,Memory port 0 扩展了NAND Flash,OneNAND,NOR Flash SRAM等)。PCB引线很长(CPU版走到BASE板或扩展模块),信号很容易受到干扰,所以必须增加转换的缓冲器以提升驱动带载能力和提升信号质量。

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