嵌入式电路设计必备的知识有哪些？

嵌入式是一个综合性比较强的编程开发语言，既涉及了软件开发相关知识还涉及了硬件相关知识，今天小编将为大家分享几个嵌入式硬件电路设计的几个注意事项。 1、确定电源 电源至于嵌入式系统，好比空气之于人，人呼吸的空气中有二氧化碳和氮气等，这就相当于电源系统中各种杂波，如果期望得到纯净的稳定的电源，还需注意这两个方面： （1）电压 嵌入式系统需要各种量级的电源比如常见的5v、3.3v、1.8v等，为尽量减小电源的纹波，在嵌入式系统中使用LDO器件。如果采用DCDC不仅个头大，其纹波也是一个很头疼的问题。 （2）电流 嵌入式系统的正常运行不但需要稳定足够的电源，还要有足够的电流，因此在选择电源器件的时候需要考虑其负载，建议设计时一般留30%的余量。 如果是多层板，电源部分在layout的时候需电源分割，这时需要注意分割路径，尽量将一定量的电源放置在一起。如果是双面板，则走线宽度需要注意，在板子允许的情况下尽量加宽。合适的退耦电容尽量靠近电源管脚。 2、晶振确定 晶振是什么呢？晶振在嵌入式系统中，扮演者心脏的角色，其稳定与否直接关系到系统的运行状态和通讯性能。在嵌入式系统中，常见的晶振有无源晶振，有源晶振，首先要确定其振荡频率，其次要确定晶振类型。 （1）无源晶振 其匹配电容和匹配电阻的选择，这部分一般依据参考手册。在单片机设计中，经常使用插件晶振配合瓷片电容。在ARM中，为了减少空间和便于布线，经常使用四角无源晶振配合贴片电容。虽然我们对于固定晶振的匹配电路比较熟悉，但是为了达到万无一失，还是要看参考手册确定电容大小，是否需要匹配电阻等细节。 （2）有源晶振 相比无源晶振，有源晶振具有更好的更准确的时钟信号，但价格也更高，因此这也是在硬件电路设计中需要关注的成本。在做电路板设计时需要注意晶振走线尽量靠近芯片，关键信号远离时钟走线。在条件允许的情况下增加接地保护环。如果是多层板，也要讲关键信号远离晶振的走线。 3、 预留测试IO口 在嵌入式调试阶段，在管脚资源丰富的情况下，建议预留一个IO口连接led或者喇叭，为下一步软件的编写做铺垫。在嵌入式系统运行过程中适当控制该IO接口，从而判断系统是否正常运行。 4、外扩存储设备 如果有了电源、晶振和CPU，那么这就是一个小的嵌入式系统了。如果该嵌入式系统需要运行大点的操作系统，那么不但需要CPU具有 MMU，还需要CPU外接SDRAM和NANDFLASH。如果该cpu具有SDRAM和NANDFLASH控制器，那么在硬件设计上不用过多的考虑地址线的使用。如果没有相关的控制器，那么需要注意地址线的使用。 这部分在LAYOUT的时候是一个重点，究其原因就是要使相关信号线等长以确保信号的延时相等，时钟和DQS的差分信号线走线。在布线的时候各种布线技巧需要综合使用，例如与cpu对称分布，菊花链布线、T型布线，这都需要依据内存的个数多少来进行选择，一般来说个数越多，布线越复杂，但是知道其关键点，一切迎刃而解。 5、功能接口 一个嵌入式系统最重要的就是通过各种接口来控制外围模块，达到设计者预设的目的。常用的接口有串口(可用来连接蓝牙，wifi和3G等模块)，USB接口、 网络接口、JTAG接口、音视频接口、HDMI接口等等。由于这些接口与外部模块连接，做好电磁兼容设计是重要的一项工作。除此之外，在LAYOUT的时候注意差分线的使用。 6、屏幕 这个功能之所以单独列出来，是由于其可有可无。如果一个嵌入式系统只是作为一个连接器连接外围设备模块，通过相关接口连接到电脑主机或者直接挂在网络上，那么屏幕就不需要了。但是如果做出来的是一个消费类产品，与用户交互频繁，这就不得不用到屏幕了。 电容屏幕是嵌入式屏幕的首选，在电路设计中需要注意触屏连接线和显示屏连接线的布局。在走线的过程中尽量短的靠近主控cpu，同时注意配对信号走差分线，RGB控制信号走等长。各种信号走线间距遵循3W规则，避免相互干扰。 在屏幕的设计中，一定要确保功率和防止干扰，以防屏幕闪屏和花屏现象的出现。 以上就是嵌入式中硬件电路设计不可不知的6点知识，希望对出学嵌入式的童鞋有所帮助。 相关阅读：《嵌入式新手必看：学习它要掌握的知识！》http://www.maiziedu.com/group/article/5724/