【技術分享】產品設計——接口篇

日期:2019-05-07 作者:潤欣科技創研社 返回列表

前言


隨著科學技術的進步,芯片的集成度越來越高,所以在產品的設計上,能夠保證產品本身穩定,抗干擾,防靜電等因素,芯片外圍的接口設計,也是產品開發過程中一個重要的環節,接下來,本文就針對產品設計過程中常見的幾種接口,和大家交流下。


電源接口


電源接口是電子產品不可缺少的一部分,芯片供電不管是通過外部電池直接供電還是通過電平轉換IC提供,我們首先要考慮到供電電路的安全和穩定性,如靜電?;?,提高浪涌電壓承受能力,電源紋波控制等,我們一般會建議在電源輸入端并聯一個ESR的鉭電容,靠近輸入端增加一個TVS 管以提高??櫚睦擻康繆鉤惺苣芰?,并聯不同規格的濾波電容,電路布線盡量寬,如下圖所示。


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UART接口


UART接口是集成電路最常用接口之一,很多集成芯片的通訊口,調試口都使用的UART接口,在設計中如果通訊雙方的電平一致,則可以預留上拉電路和串0歐姆的設計上直接連接,但是我們的設計過程中可能會存在通訊雙方的電平不一致,如一方1.8V,另一方3.3V或者一方5V,另一方3.3V,這種情況下就要增加電平轉換電路,常見的電平轉換電路有兩種,一種是用電平轉換IC,如下圖所示。


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第二種是通過晶體管搭建,如下圖所示:


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以上兩種電路,不管是從成本,還是從設計的簡單化考慮,都一定要測試轉換電路是否會引起兩邊通訊端口工作電壓是否可靠。


SPI接口


SPI接口在應用的過程中與UART接口類似,也會存在通訊雙方電平轉換的問題,推薦使用一個支持SPI 數據速率的電平轉換器,如下圖所示。


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USB接口


USB接口的便捷性,在電子產品中廣泛使用,由于USB接口會直接和外設產品直接連接,所以?;さ緶肥潛匭胍械?,一般我們在設計之初都會預留相關接地?;さ緶?,在布線過程中要注意USB差分信號90歐姆的阻抗控制,避免將usb線路布線靠近板子邊緣的地方。


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天線接口


做射頻產品,我們對于射頻天線接口,也是要做處理,對于天線接口的外圍電路設計,為了能夠更好地調節射頻性能,建議預留π 型匹配電路,如下面原理圖,π 型匹配電路元件應盡量靠近天線放置,且需要根據實際情況選貼。默認情況下,C1、C2 不貼,只在R1貼0歐姆電阻,整個射頻的布線阻抗要滿足50歐姆的阻抗。


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在我們的開發工作中,除了以上談到的這幾種接口,還有我們經常使用的SDIO、PCIE  USIM、ADC、I2C等接口,每種接口在設計的過程中多多少少都有需要注意的地方,我們在設計之初能夠根據每個接口特點,預留?;ず陀嘔緶?,避免產品應開發過程中的接口硬件問題,讓設計更簡單!

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