IMX6UL平台(3)--硬件原理图设计(4)----底板的基础必备功能描述

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                       底板基础必备功能描述(4)---ubuntu安装

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                                                                                          二〇二零年8

文章描述

       本文主要当前imx6ul对应底板的必要基础电路,如和核心板的接口对接部分;对外接口电源部分,配置模式部分,debug接口电路部分。

电源接口部分

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     核心板、底板电源均引自底板对外电源接口。本次设计计划从usb-232的debug口引入电源,并保留了外接圆孔电源接口,这里的电源对外输入 为DC_5V_IN.经过一个保险管流入,并在端口加了一个tvs管,用于防止外部浪涌冲击电压(静电等)。实际这里考虑到re以及静电抑制,实际还需要考虑压敏电阻,共模电感,电容等处理。

    在对外接口电路中,需要着重考虑RE和ESD两种防护处理。对于这两种问题的考虑,处理方法,说的通俗点就是堵和疏。实际设计时,要根据需求来做,一般通俗来讲,便携式的产物堵较多,固定式尤其有底线的疏较多,当然通过合理的电路布局和设计,可以避免RE天线的辐射强度。

     在设计外部引入的端口回路时,尤其时端口为高频端口时候,需要注意端口线就是天线,会将它相关或者附近的高频部分辐射出去,所以在设计此部分电路时候需要考虑高频抑制,如共模电感(磁珠)、电容、对外接口线路包地(屏蔽,避免发射)等;同时在设计此类电路时,尽量让高频产生部分靠内,并有效覆铜围住,如果可以在高频产生部分裹住金属内外壳接地;也或者将高频回路线路部分尽量短小,尤其是高频开关电源回路,环路尽量要小,减小线路形成天线效应,同时加大高频信号源附近的衰减抑制器件的投入,即各种容量的rc电路,高频磁珠等。

      关于静电的处理,设计者要理解静电如何损坏设备的原因。静电实际可以理解一个额外的大电源加载到设备上,超过了设备耐压值,击穿了设备中的电路器件。如果电源直接接到了GND上,且电源的地没有连接在器件的vcc上,那么设备的器件就没有被这个额外放电电源损坏的可能。虽然静电电压很高,但是电量很少,所以一般处理静电就两种方式,加大静电电源正极与设备之间的阻抗,或者是大大减小静电电源与设备之前地之间的阻抗。这就是静电的堵和疏根本。

     一般建议空气放电两种方式:一种是堵,堵的材料耐抗性好,避免电弧击穿进入(其实增大器件和放电缝隙之间的距离【放电电源的强度衰减】,也是一种堵,);一种是疏(旁路),即采用短路的原理,在电弧爬行的路径中,尽量将地与电弧爬行路径的距离小于电路板或者器件与放电的距离,这样电弧在传输的过程中,会被吸收掉。

     对于直接接触的放电,也是堵和疏两种方式,设计者可以通过在接口加大压敏电阻加大对突发信号的抑制,同时通过tvs管加大高压信号的旁路泄流。同时在直接接触中,尽量将不可避免的直接接触信号路径裹地远离弱电信号,如果是一些阻抗很大的环路,需要加大当前路径尤其是器件与其他器件的阻抗值,并在这种电路周围,缩小与地之间距离,让控制不住的放电火花窜入地中。

 

模式选择和debug端口

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        考虑到后面电源供电方便,以及调试方便,当前将debug串口通过usb/232的方式引出来,同时通过usb提供提供电源。此模块用于后续软件调试使用,可以用于终端控制、log打印等。后续软件调试时会详谈这里。

 

 

 

 

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      当前底板将核心板各种模式的配置io引出来,用拨码开关的方式配置。在后续软件开发时,会细谈这块的拨码,表示程序将如何下载,从哪里引导。

开关机电路按键

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       底板提供两个按键连接在核心板的开关机端口中。

 

核心板端口电路

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    此端口连接核心板。为核心板扩展接口,本次设计中,将核心板所有gpio全部引出。后续在逐步驱动开发时会描述,当前端口尽量考虑模块集中一起的方式。后续layout设计中,可能会根据设计,重新调整。

总结

    本文主要就底板的必备电路进行了一个复制粘贴。稍微描述了这些电路中相关的Esd和RE方面的防护。后续软硬调试时,在遇到问题时候,会扩展引出对应细节。