PCB布局，模塊化設(shè)計(jì)的技巧

我注意到世界上有兩種人：那些裝滿輕便鞋的大衣櫥可供選擇的人他們的日?；顒?dòng)，以及那些有一些（太）舊鞋的人，他們吱吱作響，直到腳趾孔變得無法忍受。我是后者之一，不幸的是我現(xiàn)在的一雙運(yùn)動(dòng)鞋 - 它有時(shí)間來替換它們。但總有一個(gè)黃金時(shí)期可以取代舊鞋：找到當(dāng)前對(duì)的疲憊程度比剛剛破壞的新鞋的剛度更加笨重的時(shí)間點(diǎn)。

不幸的是，知道何時(shí)更換鞋子似乎更像是一個(gè)直觀的過程，而不像電子產(chǎn)品那樣可以跟蹤和管理。盡管如此，報(bào)廢組件過時(shí)管理仍然是電子設(shè)計(jì)中的一個(gè)挑戰(zhàn)。當(dāng)單個(gè)組件在產(chǎn)品達(dá)到其生命周期結(jié)束之前變得過時(shí)時(shí)，存在明顯的過渡問題。例如，微控制器經(jīng)常被更新的版本所取代，因?yàn)樗鼈兊膲勖蹋‥OL）周期為五年或更短。由于壽命有限，工業(yè)數(shù)據(jù)采集器和車輛停放支付機(jī)等長壽命產(chǎn)品面臨著超越微控制器并需要定期更換的持續(xù)挑戰(zhàn)。

如果您沒有準(zhǔn)備，請(qǐng)遷移到新的微控制器可能是一個(gè)痛苦的過程，涉及硬件和固件開發(fā)人員之間的密切協(xié)調(diào)（以及潛在的錯(cuò)誤傳達(dá)）。但是，遵循這三個(gè)重要的模塊化設(shè)計(jì)技巧可以幫助您開發(fā)更平滑的微控制器轉(zhuǎn)換過程：

1。模塊化原理圖設(shè)計(jì)以最大限度地減少更改

如果MCU遷移需要硬件重新設(shè)計(jì)，模塊化原理圖可以節(jié)省大量時(shí)間。將所有原理圖保存在單個(gè)設(shè)計(jì)文件中的便利性并不總是值得的！如果兩者不是引腳兼容的話，用新的微控制器替換過時(shí)的微控制器可能會(huì)有問題。在這種情況下，微控制器無法更換，直到手動(dòng)移動(dòng)其他組件并重新連接每個(gè)連接。

模塊化原理圖設(shè)計(jì)是一個(gè)更好的選擇，可以靈活地組織微控制器單個(gè)原理圖表并使用網(wǎng)絡(luò)或端口連接到其他模塊。使用這種方法，您只需要更改微控制器原理圖模塊。這比非模塊化原理圖更加整潔和高效。

如果在電子表格中創(chuàng)建表格以確保引腳正確映射到新的微控制器，它也會(huì)有所幫助。這可以減少修改新PCB時(shí)出錯(cuò)的可能性。但是，如果組件的使用壽命影響到您的任何產(chǎn)品，您可能需要考慮使用AltiumVault?的項(xiàng)目生命周期管理功能來更好地跟蹤和同步您的設(shè)計(jì)。

按模塊隔離原理圖，以最大限度地減少新MCU遷移的變化。

2。開發(fā)易于遷移的可移植代碼

創(chuàng)建優(yōu)秀代碼不僅僅是在編程指令頁面上處理頁面并使硬件正常工作。良好的固件編程涉及建立系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)以規(guī)劃編碼模塊，并在遷移到新的微控制器時(shí)最小化對(duì)源代碼的更改。代碼越便攜和結(jié)構(gòu)化越好。

系統(tǒng)的源代碼可以分為硬件級(jí)別，如輸入，通用異步接收器 - 發(fā)送器（UART）和定時(shí)器。這些硬件級(jí)模塊配置微控制器的寄存器并與之交互。專用于系統(tǒng)算法的源代碼放在單獨(dú)的部分中。例如，數(shù)據(jù)庫，Modbus和數(shù)據(jù)記錄模塊不依賴于硬件，可以單獨(dú)放置。

最重要的是，當(dāng)轉(zhuǎn)換到新的微控制器時(shí)，只需要修改與微控制器內(nèi)部相關(guān)的源代碼。這種方法最大限度地縮短了修改固件以適應(yīng)新微控制器所需的時(shí)間。使用正確的結(jié)構(gòu)，移植過程可以在硬件團(tuán)隊(duì)同時(shí)修改設(shè)計(jì)時(shí)開始。

3。選擇引腳兼容的微控制器以節(jié)省時(shí)間

確保高效的PCB布局是遷移到新微控制器時(shí)節(jié)省時(shí)間和精力的最有效方法。遷移到新微控制器的最繁瑣部分是將每個(gè)信號(hào)重新映射到電路中的其他組件的過程。當(dāng)微控制器有數(shù)百個(gè)引腳時(shí)，輕微的錯(cuò)誤會(huì)使轉(zhuǎn)換過程復(fù)雜化。因此，最好與制造商核實(shí)過時(shí)的微控制器是否需要更換引腳到引腳。

當(dāng)我的一個(gè)設(shè)計(jì)包含基于恩智浦ARM7的LPC2368微控制器時(shí)，我直接遇到了EOL問題。不過，運(yùn)氣在我身邊，因?yàn)檩^新的微控制器與我現(xiàn)有的設(shè)計(jì)引腳兼容，為我節(jié)省了修改PCB本身的巨大麻煩。話雖如此，在某些情況下，引腳兼容版本不可用，在這種情況下需要修改硬件設(shè)計(jì)。

引腳兼容的微控制器可能意味著無需修改硬件。

使用過時(shí)管理軟件準(zhǔn)備設(shè)計(jì)

< p>如果沒有簡化的工作流程，訪問設(shè)計(jì)歷史記錄和組件可定制性，高效的PCB設(shè)計(jì)難以實(shí)現(xiàn)。理想情況下，需要能夠監(jiān)控所有組件的獨(dú)立和模塊化更改，同時(shí)確保整體同步。通過優(yōu)化的模塊化和每次轉(zhuǎn)換的重復(fù)性較少的工作提供報(bào)廢管理，過時(shí)管理軟件可以最大限度地減少意外和額外的工作。 PCB設(shè)計(jì)軟件CircuitStudio?提供了全面，先進(jìn)的解決方案。