电子系统工程笔记

1、PCB(printed circuit board)
2、DaVinci是DSP
3、Package封装
4、Cadence和Mentor在硬件设计软件方面两家独大，OrCAD后来被Cadence收购。Cadence的封装工具很好用，OrCAD的原理图工具很好用（有丰富元件库）。Protel是有Altium公司设计的硬件设计软件。
5、制造PCB的工厂需要的是光绘文件
6、数据库文件.ddb，原理图文件.sch，印刷电路板文件.pcb，网络表.net
7、设计流程：元件库(设计元件)-原理图-netlist-封装库（设计封装）-PCB布线
8、PCB主要元素：TopLayer（顶层信号层）BottomLayer（底层信号层）TopOverlayer（顶层印丝层）BottomOverlayer（底层印丝层）TopSolder（顶层阻焊层、用来连接焊盘的位置）BottomSolder（底层阻焊层、用来连接焊盘的位置）
TopPaste（顶层焊膏，用来连接焊盘的药）KeepOutlayer（禁止布线层）Mechanical（外形尺寸）
9、贴片机：把元件放在PCB焊盘上的机器
10、表贴器件（使用回流焊，热风在空间内循环）、插装器件（使用波峰焊，将不需要焊的地方包起来，整个放在焊膏里面，插孔就会被焊上）
11、焊接质量检查，图锐智能
12、牛屎封装
13、元器件分装值得是确定元器件尺寸以及引脚分布。
14、1000mil=2.54cm
15、通孔焊盘对应直插器件，非通孔焊盘对应表贴器件
16、鼠线：PCB未连接的线
17、过孔：通孔、盲孔、埋孔
上拉4.7k，下拉1k
18、满度绝对误差=绝对误差/仪表满量程
19、被测值在量程的三分之二的位置精确度最高
20、逢五尾留双
21、数字万用表红表笔为正极，传统万用表有内置电源的情况下红表笔为负极
22、reverse voltage反向电压，forward voltage正向电压，RMS有效电压
23、rectified current整流电流 power dissipation 耗散功率（消耗功率）
25、thermal resistance耐热性
26、modem= modulator + demodulator
27、限幅：限制输入波形的上限。如果在电路内存在额外电源如电池，那么认为电源的驱动能力很大，信号源的驱动能力比电源弱
28、钳位：保留峰峰值，波形整体上升或者下降。典型元件是理想电容，滤除直流成分，保留峰峰值
29、LED一般作为电源指示电路、逻辑指示
30、期间上写一个1表示任意电路

31、红外遥控器一般是38KHz方波
32、彩色LCD背面要有背光LED，能限制特定颜色的光通过。彩色LCD比彩色LED要浪费资源。
33、zener diode 齐纳二极管，就是稳压二极管，zener current 反向齐纳击穿时电流
34、三极管开关工作在饱和区和截止区之间交替。
35、晶体管是电流控制的电流放大器件，场效应管是电压控制的电压放大器件。
36、DC-DC就是开关电源，使用PWM控制电压输出，效率一般在80%-90%。LDO是线性稳压源，效率可能很低
37、一个运放的增益带宽积一般是定值
38、一般上拉电阻4.7k，下拉电阻1k
39、R33是0.33Ω，3R3是3.3Ω，330是33Ω，332是3300Ω
40、RS232的逻辑高电平是-5到-15V，逻辑低电平是5V到15V
41、OC电路，open collector，集电极开路。必须上拉Vcc才有输出能力。OC电路虽然没有输出能力但是可以线与。

42、i2c使用的也是集电极开路门，需要上拉电阻和上拉电压。有的地方也叫two wire。如果使用CMOS，则是CD也就是楼急开路门。

I2C的数据传输只能由master发起，slave只能被动响应。如果slave想要master读取自己的信息，需要触发master的中断。。

43、LSB/MSbit least-significant bit最低有效位。most-significant bit最高有效位

44、上升沿触发、下降沿触发、主从触发（由两个RS触发器构成）

45、同步单脉冲产生电路。功能：硬件去抖

46、Tsu（tsetup) , Th(thold)。D触发器，在CLK下降沿到来前Tsu时间，D不能改变；在CLK下降沿到来后Th时间内，D不能改变。
47、一个八度音程，频率减半。
48、单稳态触发器：没有触发的情况下只能输出低电平或者只能输出高电平。
49、电容两端电压不能跳变，当其中一端绝对电压突然变高时，另一端的电压也会瞬间变高。
50、如果有的器件数据手册上写的是obsolete product，no recommended repalacement，就是说该芯片不再生产，也没用其他的替代品。日后很难再买到这样的芯片。因此设计电路时要避免使用这样的芯片。

51、信号发生电路不是一定要RLC都需要，其中电感是可以不需要的。只需要电容，就能够做出矩形波、三角波信号，三角波输入进差分放大电路后 ，就能够输出近似的正弦信号。
波形发生器电路：比较器 +积分器+差分放大器

52、有效数字保留：四舍六入五留双
53、专用集成电路的缩写是ASIC
54、SPICE(Simulation program with intgrated circuit emphasis)和IBIS(input/output buffer information specification)都是模拟电路仿真器件，SPICE较为通用，IBIS适合高速电路仿真。
55、负载变大是接近0点的方向

SPI总线
1、serial peripheral interface

2、SPI有四根线，/SS,MISO,MOSI,CLK。其中/SS是片选信号，由master控制，低电平有效。几个芯片之间的MISO和MOSI按照相同名称连接在一起（注意不是像UART一样RXD和TXD交叉连接）。CLK由master内部的波特率发生器产生。

3、SPI主芯片内部有三个寄存器：CPHA、CPOL、
CPHA（clock phase）控制同一周期内部哪个沿读数

3、CLK一个周期内有两个时钟沿，但不是两个时钟沿都发生作用。CPHA0 时，没有相位位移，第一个时钟沿读数；CPHS1时，有相位位移，第二个时钟沿读数。

3、SPI芯片有三个寄存器 ，LSBFE（LSB first enable低位先传），CPHA（相位），CPOL（polarity）。如果LSBFE1,那么传输的数据是从低位到高位；如果LSBFE0，那么传输的数据是从高位到低位。
CPHA

NRF2401
1、使用曼彻斯特编码。百兆以太网普遍使用曼彻斯特编码
2、工作在2.4-2.5GHz ISM频段。ISM频段是指开放频段，用于industry，science，medicine领域
3、BSC，是指一个间距，具体是多少依据实际而定，可能是100mil，也可能是105mil，也可能是2.45mm，也可能是250mm。一些数据手册用BSC作为单位，方便表示。例如一般引脚为100mil，但是一些数据手册可能会标记为1BSC

CPLD用乘积块实现咸鱼线与加粗样式

CPLD 和FPGA
（1）CPLD用的是rom，掉电数据不被擦除，适用于门规模较小的电路，延迟可预估，非易失性
（2）FPGA用的是ram，掉电数据被擦除，适用于门规模庞大的电路，延迟不可预估，易失性

FPGA
（1）FPGA分为三种，分别是基于SRAM、基于lash和反熔丝的FPGA。
（2）基于SRAM的FPGA每次上电之前，都需要从外围电路加载SRAM FPGA配置信息。
（3）基于flash的FPGA，结构比SRAM简单，操作也较为简单，可远程升级，只可写不可读，保密性高（如密码芯片）。

（2）为什么要有memory？ memory 是用来存储门电路的开关逻辑的FPGA出厂时门电路被初始化，但是用户要实现的功能上，不是所有的门电路都要用到的，因此需要控制这些门的开关。
一个门搭配一个memory单元，这个memory=1时，这个门有；否则无效。
（3）FPGA设计过程需要有两次仿真，一是功能仿真，二是时序仿真。

**标准C/ GNU C / ANSI C **
（1）ANSI C就是标准C，ANSI C是跨平台的
（2）GNU C只在Linux 下使用
（3）Linux既可以用GNU C也可以用ANSI C，其他平台只能用ANSI C

信号完整性
（1）信号完整性包括时序和质量
（2）时序问题比较好解决，只要通过蛇形布线改变不信长度即可
（3）质量问题包括过冲、振铃和非单调。
（4）反射：如果输入端能量不能被完全吸收，就会反射。让接收端将能量全部都接收的方法——让源端输出阻抗和接收端输入阻抗相等。也就是阻抗匹配
（5）微带线的特征阻抗与其长度无关

（6）带状线是在两块GND/VCC平面之间的，微带线是与一块GND/VCC相邻的

阻抗匹配
（1）终端并联匹配，电路的高电平驱动能力本来就低，再并联接地那就更低了

（2）

（3）有源匹配，VBIAS是VCC和GND的中间值（DDR使用这种这种方式）

（4）串联RC匹配，减小了直流电流

（5）串联匹配

IBIS和SPICE
（1）IBIS是V/T表或者V/I表，仿真速度是PSPICE十倍，精度较低
（2）PSPICE是半导体模型，会泄露IP，仿真速度慢，精度较高

电源分发方式
（1）传输线。成本低，直流阻抗高，器件噪声不会通过Vcc耦合
（2）电源层、地层

PCB布线
（1）不能出现环路，环路相当于天线
（2）一定要出现环路的情况下，要减小环路面积。使用电源平面可以大大减小环路面积
（3）铁氧体抗干扰磁环：感抗很小，不影响正常信号传输，频率大于1MHz时，阻性分量循迅速变大，高频信号转化为热能被消耗。

AGND DGND
（1）为了使得电平相等，用 导线连接起来

1OZ铜厚实际指35um
（2）过孔上的焊盘，是用来走线的，是被绿油盖住的。
（3）一般的焊盘，一是用来走线的，而是用来焊接的
（4）热焊盘，保证连接，但是减少连接面积，降低热传递
（5）盲孔：加工盲孔一般用激光，由于激光功率的问题，激光打孔天生就是盲孔
（6）测试孔，用于ICT测试，不能和焊盘相同，要额外添加
（7）参考层：电源层和地层，使用不同电源层的器件建议围在一起，电源层分开，地层不用分开
（8）do file是自动布线文件，EDA根据do file来自动布线，因此do file要手动写好
（9）电源层和地层之间的电磁环境较差，不建议布线，也就是不建议用带状线，要用微带线
（10）阻抗控制层：有阻抗控制的电路要放在阻抗控制层
（11）减小串扰的方法：3W原则，靠近地层，中间插入地线，相邻层走线相互垂直
（12）悬空的布线就是一根天线，不能有悬空布线，要减小天线效应。
（13）泪滴焊盘，增加焊盘强度。
（14）BGA（ball gritd array）阵列封装，
（15）圆弧倒角的阻抗连续性最好，钝角倒角的阻抗连续性好，直角倒角的阻抗是根号2W，锐角倒角的阻抗大于根号2W。
（16）过孔会产生阻抗不连续，因为少用过孔。
（17）去耦合电容要靠近Vcc管脚而不是GND
（18）PCB内部有高速、中速、低速电路，那么高速电路要接近I/O
（19）孤立铜区没有参考地，因为电位无法知道
（20）不同的电源层不能重叠，一定要重叠的话中间要加GND层
（21）20H规则

（22）

（23）3W规则，70%电路不受干扰，10W，98%电路不受干扰。20H规则，70%的电场不泄露。100H规则，98%的电场不泄露。5-5规则，时钟频率5MHZ或者脉冲频率上升时间小于5ns，地要做成地平面

BOM
bill of material物料清单