DSP電磁兼容性問(wèn)題的分析

3.3 增加數據安全備份

重要的數據用兩個(gè)以上的存儲區存放，還可以用大容量的外部RAM，將數據作備份。永久性數據制成表格固化在EPROM中，這樣既能防止數據和表格遭破壞，又能保證程序邏輯混亂時(shí)不將數據當指令去運行。

4 利用EDA工具設計時(shí)應注意的幾個(gè)關(guān)鍵因素

高速數字電路的設計一方面需要設計人員的經(jīng)驗，另一方面需要優(yōu)秀的EDA工具的支持，EDA軟件己走向了多功能、智能化。隨著(zhù)球柵陣列封裝的高密度單芯片、高密度連接器、微孔內建技術(shù)以及3D板在印刷電路板設計中的應用，布局和布線(xiàn)已越來(lái)越一體化了，并成為了設計過(guò)程的重要組成部分。自動(dòng)布局和自由角度布線(xiàn)等軟件技術(shù)已漸漸成為解決這類(lèi)高度一體化問(wèn)題的重要方法，利用此類(lèi)軟件能在規定時(shí)間范圍內設計出可制造的電路板。在目前，由于產(chǎn)品上市時(shí)間越來(lái)越短，手動(dòng)布線(xiàn)極為耗時(shí)，己不能適應要求。因此，現在要求布局布線(xiàn)工具具有自動(dòng)布線(xiàn)功能，以快速響應市場(chǎng)對產(chǎn)品設計提出的更高要求。

4.1 自動(dòng)布線(xiàn)技術(shù)

由于要考慮電磁兼容(EMC)及電磁干擾、串擾、信號延遲和差分對布線(xiàn)等高密度設計因素，布局布線(xiàn)的約束條件每年都在增加。在幾年前，一般的電路板僅需6 個(gè)差分對來(lái)進(jìn)行布線(xiàn)，而現在則需600對。在一定時(shí)間內僅依賴(lài)手動(dòng)布線(xiàn)來(lái)實(shí)現這600對布線(xiàn)是不可能的，因此自動(dòng)布線(xiàn)工具是必不可少的。盡管與幾年前相比，當今設計中的節點(diǎn)(net)數目沒(méi)有大的改變，只是硅片復雜性有所增加，但是設計中重要節點(diǎn)的比例大大增加了。當然，對于某些特別重要的節點(diǎn)，要求布局布線(xiàn)工具能夠加以區分，但無(wú)需對每個(gè)管腳或節點(diǎn)都加以限制。

4.2 采用自由角度布線(xiàn)技術(shù)應注意的方法

隨著(zhù)單片器件上集成功能的增加，其輸出管腳數目也大大增加了，但其封裝尺寸并沒(méi)隨之擴大，再加上管腳間距和阻抗因素的限制，這類(lèi)器件必須采用更細的線(xiàn)寬。同時(shí)，由于產(chǎn)品尺寸的總體減小，意味著(zhù)用于布局布線(xiàn)的空間也大大減小了。在某些DSP產(chǎn)品中，底板的大小與其上的器件大小相差無(wú)幾，元器件占據的板面積高達80%。某些高密度元器件管腳交錯，即使采用具45°布線(xiàn)功能的工具也無(wú)法進(jìn)行自動(dòng)布線(xiàn)。而自由角度布線(xiàn)工具具有大的靈活性，能最大限度地提高布線(xiàn)密度;它的拉緊(pull-TIght)功能使每個(gè)節點(diǎn)在布線(xiàn)后自動(dòng)縮短，以適應空間要求;它能大大降低信號延遲，同時(shí)降低平行路徑數，有助于避免串擾的產(chǎn)生。利用自由角度布線(xiàn)技術(shù)能使設計具有可制造性，并且設計的電路性能良好。

4.3 對高密度器件應采用的技術(shù)

最新的高密度系統級芯片采用BGA或COB封裝，管腳間距日益減小，球間距已低至1mm，并且還會(huì )繼續降低。這樣就導致封裝件信號線(xiàn)不可能采用傳統布線(xiàn)工具來(lái)引出。目前有兩種方法可解決這個(gè)問(wèn)題：(1)通過(guò)球下面的孔，將信號線(xiàn)從下層引出;(2)采用極細布線(xiàn)和自由角度布線(xiàn)，在球柵陣列中找出一條引線(xiàn)通道。對高密度器件而言，采用寬度和空間極小的布線(xiàn)方式是唯一可行的方法，因為只有這樣，才能保證較高的成品率?，F代的布線(xiàn)技術(shù)也要求能自動(dòng)地應用這些約束條件。自由布線(xiàn)方法可減少布線(xiàn)層數，降低產(chǎn)品成本。同時(shí)也意味著(zhù)在成本不變的情況下，可以增加一些接地層和電源層來(lái)提高信號的完整性和EMC性能。

4.4 采用其它新的電路板設計、制作技術(shù)

微孔等離子蝕刻技術(shù)在DSP中的多層板工藝制作中的應用，大大提高了布局、布線(xiàn)工具的性能。應用等離子蝕刻法在路徑寬度內添加一個(gè)新孔，不會(huì )導致底板本身及制造成本的增加，因為，采用等離子蝕刻法制作一千個(gè)孔的成本與制作一個(gè)孔的成本一樣低廉。這就要求布線(xiàn)工具具有更大的靈活性，它必須能夠應用不同的約束條件，適應不同的微孔和構建技術(shù)的要求。元器件密度的不斷增加也對布局設計產(chǎn)生了影響，布局布線(xiàn)工具總是假設板上有足夠的空間讓元器件釋放機來(lái)釋放表面，以便安裝新的元器件，且不會(huì )對板上已有元器件產(chǎn)生影響。但是元器件順序放置會(huì )產(chǎn)生這樣一個(gè)問(wèn)題，即每當放置一個(gè)新的元器件后，板上每個(gè)元器件的最佳位置都會(huì )發(fā)生改變。這就是布局設計過(guò)程的自動(dòng)化程度低而人工干預程度高的原因。盡管目前的布局工具對依次布局的元器件數沒(méi)什么限制，但是某些技術(shù)人員認為布局工具用于依次布局時(shí)實(shí)際上是受到限制的，這個(gè)限制大約為500個(gè)元器件。還有一些技術(shù)人員認為當在一個(gè)板上放置的元器件多達 4000個(gè)時(shí)，會(huì )產(chǎn)生很大的問(wèn)題。同順序算法技術(shù)相比，并行布局技術(shù)能實(shí)現更好的自動(dòng)布局效果。

4.5 三維布局工具

3D工具主要用于目前應用日益廣泛的異形和定形板的布局、布線(xiàn)工作。如 Zuken的Freedom最新工具，它先采用三維底板模型來(lái)進(jìn)行元件的空間布局，再進(jìn)行二維布線(xiàn)。布線(xiàn)過(guò)程還能告知該板是否具備可制造性。布線(xiàn)工具還必須能處理在兩個(gè)不同層上采用陰影差分對的設計方法，因為這種設計方法己變得日益重要了。隨著(zhù)信號頻率的繼續提高，目前己出現了將布局、布線(xiàn)工具同用于虛擬原型的高級仿真工具集成起來(lái)的工具，如Zuken的 Hot Stage工具。所以即使在虛擬原型階段也能對布線(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行考慮。我們相信，自由角度布線(xiàn)、自動(dòng)布局和3D布局等新型軟件技術(shù)也會(huì )同自動(dòng)布線(xiàn)技術(shù)一樣成為底板設計人員的常用設計工具，設計人員可用這些新工具來(lái)解決微孔和單片高密度集成系統中的電磁兼容等新型技術(shù)問(wèn)題。

5 結束語(yǔ)

電磁兼容技術(shù)涉及的頻率范圍寬達0～400GHz，研究對象除傳統設施外，涉及從芯片級，到各型艦船、航天飛機、洲際導彈，甚至整個(gè)地球的電磁環(huán)境。電磁兼容技術(shù)也是DSP系統設計所要考慮的重要問(wèn)題，應采用適當的降噪技術(shù)使DSP系統符合EMC標準，它的電磁兼容性是作為重點(diǎn)研究并且有鮮明特點(diǎn)的領(lǐng)域。許多國家不僅各自加強這方面的研究，還成立了國際性的機構，以便交流和統一規范。