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PCB原创|从PCB设计布局的角度,如何规划和执行工控板原理图设计方案?
作者: 来源: 浏览次数: 日期:2017-3-14 14:01:40

上一期我们介绍了PCB设计布局的概述和结构性要求器件定位布局等内容,本期以一款工控类PCB设计为例,从PCB设计布局的角度来分析单板PCB功能模块划分以及如何执行电路原理图设计方案?


单板功能分析1.jpg



主要的功能分析与关注点如下

第一部分

一电源部分

单板功能分析2.jpg


电源是12V直流电,通向CPU、系统、时钟以及其他各种小电源。


单板功能分析3.jpg


在了解电源流向后,在原理图中列有各分支电源的电压变化以及通向的位置:

(1) 12V

单板功能分析4.jpg



流向12V电源管理芯片(ME4953/+12V)导出12V/3A电流向SATA(12V/1A)、LVDS(12V/1.5A)FAN(12V/1A);

导出12/2A电流向一个+12VIO接口并连接两个COM接口(12V/2A)。


(2)5V

 5V

单板功能分析5.jpg




12V/5A输入,流向5V电源管理芯片(TPS51125/+5VSB)导出5V/10A的电;

分支一以5V/6.5A的电流向6个USB模块(5V/4.5A)K/B(5V/1A)FAN(5V/1A);

分支二以5V/1.5A的电接向ALC662(5V/1.5A);

分支三以5V/6A的电通向VGA(5V/1A)LVDS(5V/1.5A)CF(5V/0.5A)SATA(5V/2A)FAN(5V/1A)OTHER(5V/0.5A);而5V/6A转分出5V/2.5A的电接通两个COM接口。


(3) 3.3V

3.3V

单板功能分析6.jpg


首先12V/3.5A的电流向3.3V电源管理芯片(TPS51125/+3.3VSB)导出3.3V/10A的电;

分支一以3.3V/3A的电接通ICH7(3.3V/1.5A)MPCIE*2(3.3V/1A)LAN(3.3V/1.5A);

分支二以3.3V/3A的电接通两个MPCIE金手指接口;

分支三3.3V/6A的电分为3.3V/5A连通CLK(3.3V/1.5A)GMCH(3.3V/1A)DDR(3.3V/0.5A)ICH7(3.3V/1.5A)LVDS(3.3V/1.5A)SATA(3.3V/1.5A)OTHER(3.3V/0.5A),并降压以2.5V/2A的电连通GMCH(2.5V/1A)LVDS(2.5V/1.5A)。



(4)1.8V

? 1.8V

单板功能分析7.jpg





首先12V/3A的电流向1.8V电源管理芯片(TPS51124/+1.8V)导出1.8V/15A的电;

分支一以1.8V/8A的电通向GMCH(1.8V/3A)DDR(1.8V/5A);

分支二降压以0.9V/1.5A的电连接DDR(0.9V/1.5A);

分支三降压以1.05V/8A的电连接CPU(1.05V/2A)GMCH(1.05V/6A)ICH7(1.05V/2A)。



(5)1.5V

 1.5V

单板功能分析8.jpg




首先12V/2.5A的电流向1.5V电源管理芯片(TPS51124/+1.5V)导出1.5V/14A的电;

分支一以1.5V/8A的电连接CPU(1.5V/2A)GMCH(1.5V/3A)ICH7(1.5V/3A)MPICE*2(1.5V/3A);

分支二降压为0.7125-1.2V/8A的电连接CPU。



CPU部分

第二部分


(一)北桥


CPU部分为PCB的核心,使用的为Intel  945  GSE芯片,由三部分构成:在这里北桥被当做CPU使用,作用是数据处理。与 Intel  945 之间有一束连接线。


? 北桥

单板功能分析9.jpg




Intel 945 GSE为核心CPU,信号流向连接关系有:

1)连接一个VGA接口,其作用是数字信号的视频连接接口。

2)连接一个400/533 MHZ 240Pin 的DDR2,其作用是数据缓存。

3)18/24 Bit LVDS 的视觉应用数字相机与图像采集卡间的通信接口。

4)连接北桥。

5)连接南桥

单板功能分析10.jpg




(二)南桥


南桥连接端口较多其主要作用是处理各个端口的数据,其信号连接关系有:

1) PCIE:首先通用一个千兆网卡驱动RTL8111C/RTL8101E options,然后连接一个网络LAN接口(RJ-45)。

2) USB:连接四个USB 2.0 模块接口。

3) 通过azalia(传输数据总线)连接声卡芯片和南桥,则声卡芯片连接一个音频输出/输入接口(line in/line out)和麦克收集声音信号;line out 音频输入则通向其他设备的接口(扬声器等)。

4) LPC USB接口:首先连接一个TPM测试维护,然后连接传感器ITE Superl/O8720F;传感器ITE Superl/O8720F连接一个PS/2接口,连接一个DB-9(9芯插头座)的串行口COM1和一个箱型标头接口COM2,并且有一个箱型跳电接口。

5) SPI接口:连接储存芯片SST25VF080B。

6) 8-Bit的数字量输入输出端口。

7) USB:连接2个USB 2.0模块接口;

8) PCIE:小型金手指插槽,并连两个USB 2.0模块接口。连接用户身份模块。

9) SATA:两个串行SATA硬盘接口。

10) IDE BUS :连接硬盘驱动接口。

11) 连接核心CPU Intel 945 GS

单板功能分析11.jpg


下期分享预告:

常见器件的布局间距DFM要求

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