ความผิดพลาดทางวิศวกรรมไม่อาจหลีกเลี่ยงได้ อย่าโง่เขลาถึงขั้นเชื่อว่าความผิดพลาดเหล่านั้นหมายถึงระดับความสามารถที่ต่ำหรือการขาดความเป็นเลิศในด้านความสามารถในการออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) อย่างไรก็ตาม ความผิดพลาดส่วนใหญ่ที่วิศวกรมักทำมักมีที่มาจากการพิจารณาอย่างมากเกินไปในด้านประสิทธิภาพของระบบ ความสมบูรณ์ของสัญญาณ การใช้พลังงานต่ำ และการประหยัดต้นทุน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความผิดพลาดเหล่านั้นเกิดจาก “ความหวังดี” ดังนั้น การตระหนักถึง “ความหวังดี” นี้และการหลีกเลี่ยงความผิดพลาดเหล่านั้นได้อย่างทันท่วงทีจึงเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการดำเนินโครงการของคุณให้ราบรื่น
ประสิทธิภาพของระบบ
ข้อผิดพลาดที่ 1: เปลี่ยน CPU แบบสุ่ม
วิศวกรบางคนสังเกตว่า CPU ที่มีความถี่พื้นฐาน 100M มีความสามารถในการประมวลผลเพียง 70% และพวกเขาต้องการเปลี่ยนเป็น 200M แท้จริงแล้ว ความสามารถในการประมวลผลของระบบเกี่ยวข้องกับปัจจัยหลากหลายอย่าง และในด้านการสื่อสาร ปัญหามักเกิดขึ้นที่หน่วยความจำ ซึ่งหมายความว่าแม้ความเร็วของ CPU จะสูง แต่ก็ยังเป็นการเสียเปล่าหากการเข้าถึงอุปกรณ์ภายนอกมีความเร็วต่ำ
ข้อผิดพลาดที่ 2: แคชที่ใหญ่ขึ้นทำให้ความเร็วของระบบสูงขึ้น
การปรับปรุงแคชไม่ได้ทำให้ประสิทธิภาพของระบบสูงขึ้นเสมอไป และบางครั้งการปิดแคชกลับทำให้ความเร็วของระบบสูงกว่าการใช้งานแคช เนื่องจากข้อมูลที่ถูกย้ายเข้าไปในแคชจำเป็นต้องถูกเรียกใช้งานหลายครั้ง มิฉะนั้นประสิทธิภาพของระบบจะไม่เพิ่มขึ้น ดังนั้นโดยทั่วไปจึงมักเปิดใช้เฉพาะแคชคำสั่ง ในขณะที่แคชข้อมูลจะถูกจำกัดให้ใช้ได้เพียงบางส่วนของพื้นที่จัดเก็บเท่านั้น แม้ในกรณีที่มีการเปิดใช้งานก็ตาม
ข้อผิดพลาดที่ 3: เชื่อว่าการขัดจังหวะนั้นเร็วกว่าการสอบถาม
การขัดจังหวะมีลักษณะฉับพลันสูง แต่ไม่ได้หมายความว่าจะต้องรวดเร็วเสมอไป หากมีภารกิจการขัดจังหวะมากเกินไป ระบบจะล่มได้อย่างรวดเร็วเนื่องจากความไม่ต่อเนื่องของภารกิจการขัดจังหวะ หากมีงานที่เกิดขึ้นบ่อยมาก ซีพียูจะต้องใช้ทรัพยากรจำนวนมากไปกับค่าใช้จ่ายของการขัดจังหวะ ทำให้ประสิทธิภาพของระบบช้าลงอย่างมาก หากใช้การสอบถามแทน ประสิทธิภาพของระบบจะดีขึ้นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม บางครั้งการสอบถามไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านความฉับพลันได้ ดังนั้นวิธีที่ดีที่สุดคือใช้การสอบถามร่วมกับกระบวนการขัดจังหวะ
ข้อผิดพลาดที่ 4: ลำดับเวลาในอินเทอร์เฟซหน่วยความจำไม่จำเป็นต้องแก้ไข
ค่าเริ่มต้นที่อินเทอร์เฟซหน่วยความจำทั้งหมดถูกกำหนดจากพารามิเตอร์ที่ระมัดระวังมากที่สุด และในการใช้งานจริงควรได้รับการปรับแก้อย่างเหมาะสมให้สอดคล้องกับความถี่การทำงานของบัสและช่วงเวลาการรอคอย บางครั้งการลดความถี่สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้
ข้อผิดพลาดที่ 5: การเพิ่มจำนวน CPU จะช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการประมวลผล
มักจะมีคนพูดกันว่าสองหัวดีกว่าหัวเดียว แต่สำหรับซีพียูแล้วมักจะไม่เป็นความจริง จำนวนของซีพียูไม่อาจกำหนดได้จนกว่าจะเข้าใจระบบอย่างถ่องแท้ เนื่องจากการประสานงานระหว่างซีพียูอาจมีต้นทุนสูงมาก
ความถูกต้องของสัญญาณ
ข้อผิดพลาดที่ 1: เชื่อมั่นในข้อมูลการจำลองมากเกินไป
การจำลองไม่อาจเหมือนกับวัตถุจริงได้อย่างสมบูรณ์ และอาจเกิดความแตกต่างระหว่างผลิตภัณฑ์ชนิดเดียวกันได้แม้อยู่ในล็อตเดียวกัน นอกจากนี้ การจำลองยังไม่สามารถคำนึงถึงความเป็นไปได้ทั้งหมดได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสัญญาณรบกวนระหว่างกัน ดังนั้นผลการจำลองจึงสามารถใช้เป็นเพียงข้อมูลอ้างอิงเท่านั้น
ข้อผิดพลาดที่ 2: ขอบสัญญาณดิจิทัลควรชันให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
ยิ่งขอบสัญญาณชันมากเท่าใด ช่วงความถี่สเปกตรัมก็จะยิ่งกว้างขึ้น และพลังงานในย่านความถี่สูงก็จะยิ่งมากขึ้น ในขณะเดียวกัน สัญญาณความถี่สูงก็จะปล่อยคลื่นรบกวนออกมามากขึ้น และสามารถรบกวนสัญญาณอื่น ๆ ได้ง่าย โดยทำให้คุณภาพการส่งผ่านบนลายวงจรแย่ลง ดังนั้นจึงควรใช้ชิปความเร็วต่ำให้ได้มากที่สุด
ข้อผิดพลาดที่ 3: ควรใช้ตัวเก็บประจุสำหรับการแยกสัญญาณให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งมีตัวเก็บประจุแยกส่วนมากเท่าใด แหล่งจ่ายไฟก็จะยิ่งมีความเสถียรมากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การใช้ตัวเก็บประจุมากเกินไปก็จะก่อให้เกิดข้อเสียบางประการ เช่น สิ้นเปลืองต้นทุน เดินลายวงจรได้ยาก และมีกระแสกระชากขณะจ่ายไฟสูงเกินไป กุญแจสำคัญของการออกแบบตัวเก็บประจุแยกส่วนอยู่ที่การเลือกใช้และการจัดวางให้ถูกต้อง
การใช้พลังงาน
ข้อผิดพลาดที่ 1: มองข้ามปัญหาการใช้พลังงานในกรณีที่ใช้ไฟฟ้า 220V
วัตถุประสงค์ของการออกแบบให้ใช้พลังงานต่ำไม่เพียงแต่เพื่อประหยัดพลังงานเท่านั้น แต่ยังเพื่อช่วยลดต้นทุนของโมดูลจ่ายไฟและระบบระบายความร้อนอีกด้วย การพิจารณาเฉพาะแหล่งจ่ายไฟเมื่อจัดการกับปัญหาการใช้พลังงานนั้นเห็นได้ชัดว่าไม่เพียงพอ เนื่องจากการใช้พลังงานส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยปริมาณกระแสไฟและอุณหภูมิของชิ้นส่วนต่าง ๆ
ข้อผิดพลาดที่ 2: สัญญาณบัสทั้งหมดควรถูกดึงด้วยตัวต้านทาน
บางครั้งสัญญาณจำเป็นต้องถูกดึงด้วยตัวต้านทาน แต่ไม่ใช่ทุกสัญญาณ กระแสที่ใช้เมื่อสัญญาณแบบลอยถูกดึงขึ้นหรือลงจะมีเพียงระดับสิบไมโครแอมป์ ในขณะที่กระแสที่ใช้สำหรับการดึงขึ้นหรือลงของสัญญาณที่ถูกขับจะอยู่ในระดับมิลลิแอมป์ หากสัญญาณทั้งหมดถูกดึงด้วยตัวต้านทาน จะต้องใช้พลังงานมากขึ้นบนตัวต้านทาน
ข้อผิดพลาดที่ 3: ปล่อยให้ส่วนต่อประสาน I/O ที่ไม่ได้ใช้งานถูกทิ้งไว้โดยไม่ใช้งาน
อินเทอร์เฟซ I/O ที่ไม่ได้ใช้งานบน CPU และ FPGA อาจกลายเป็นสัญญาณอินพุตที่มีการสั่นซ้ำ ๆ ได้เมื่อได้รับสัญญาณรบกวนเพียงเล็กน้อยจากสภาพแวดล้อมภายนอก นอกจากนี้ การใช้พลังงานขององค์ประกอบ MOS โดยพื้นฐานแล้วขึ้นอยู่กับจำนวนครั้งของการกลับสถานะของวงจรเกต ดังนั้น วิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดคือการตั้งค่าอินเทอร์เฟซเหล่านั้นให้เป็นเอาต์พุตที่ต้องไม่ถูกเชื่อมต่อกับสัญญาณที่มีไดรเวอร์
ข้อผิดพลาดที่ 4: ไม่ได้คำนึงถึงการใช้พลังงานของชิปขนาดเล็ก
เป็นเรื่องยากที่จะกำหนดการใช้พลังงานของชิปที่ค่อนข้างเรียบง่ายภายในระบบ เนื่องจากการใช้พลังงานโดยทั่วไปถูกกำหนดจากกระแสที่ขา (pins) ตัวอย่างเช่น การใช้พลังงานของ ABT16244 นั้นน้อยกว่า 1mA เมื่อไม่มีโหลด อย่างไรก็ตาม ขาแต่ละขาของมันสามารถขับโหลดได้ถึง 60mA ซึ่งหมายความว่าการใช้พลังงานสูงสุดเมื่อมีโหลดเต็มทุกขาสามารถสูงถึง 960mA จึงเกิดความแตกต่างของการใช้พลังงานที่มากอย่างเห็นได้ชัด
ข้อผิดพลาดที่ 5: การโอเวอร์ชูตสามารถขจัดได้ด้วยการจับคู่ที่ยอดเยี่ยม
โอเวอร์ชูตมีอยู่ในสัญญาณเกือบทุกชนิด ยกเว้นสัญญาณบางประเภทเป็นพิเศษ เช่น 100BASE-T หรือ CML การแมตช์อิมพีแดนซ์ไม่จำเป็นตราบใดที่โอเวอร์ชูตไม่มากเกินไป ข้อกำหนดที่เข้มงวดมากจะเกิดขึ้นเมื่อมีการทำแมตช์อิมพีแดนซ์ ตัวอย่างเช่น อิมพีแดนซ์ขาออกของ TTL มีค่าน้อยกว่า 50Ω บางตัวมีเพียง 20Ω และหากทำการแมตช์อิมพีแดนซ์ขนาดใหญ่กับมัน กระแสจะสูงมากจนการใช้พลังงานไม่อาจยอมรับได้ นอกจากนี้ แอมพลิจูดของสัญญาณจะเล็กลงจนไม่สามารถนำไปใช้งานต่อได้ อีกทั้ง อิมพีแดนซ์ขาออกของสัญญาณทั่วไปยังไม่เท่ากันเมื่อขาออกอยู่ที่ระดับสูงและระดับต่ำ จึงไม่อาจได้การแมตช์ที่สมบูรณ์แบบ ดังนั้น การยอมให้มีโอเวอร์ชูตในการแมตช์สัญญาณอย่าง TTL, LVDS และ 422 จึงเป็นทางออกที่ดีที่สุดที่สามารถยอมรับได้
ข้อผิดพลาดที่ 6: ปัญหาการใช้พลังงานถูกโยงไปที่ฮาร์ดแวร์เท่านั้น
ในระบบหนึ่ง ฮาร์ดแวร์มีหน้าที่ในการสร้างเวที ในขณะที่ซอฟต์แวร์มีบทบาทสำคัญในการแสดง แต่ละการเข้าถึงชิปและการกลับทิศของสัญญาณแต่ละตัวล้วนถูกควบคุมโดยซอฟต์แวร์เกือบทั้งหมด การดำเนินมาตรการที่เหมาะสมจะช่วยลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก
ประหยัดต้นทุน
ข้อผิดพลาดที่ 1: มองข้ามความแม่นยำของค่าความต้านทานของตัวต้านทานแบบพูลอัป/พูลดาวน์
วิศวกรบางคนไม่คิดว่าความแม่นยำของค่าความต้านทานในตัวต้านทานแบบพูลอัป/พูลดาวน์จะมีความสำคัญ ตัวอย่างเช่น พวกเขามักจะเลือกค่า 5K แบบสุ่ม เพราะคำนวณได้ง่าย อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริงแล้ว ค่าความต้านทาน 5K นั้นไม่มีอยู่ในตลาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และค่าที่ใกล้เคียงที่สุดคือ 4.99K (ความแม่นยำ 1%) และ 5.1K (ความแม่นยำ 5%) ซึ่งมีราคาสูงกว่าตัวต้านทาน 4.7K (ความแม่นยำ 20%) ตามลำดับคือประมาณสี่เท่าและสองเท่า อย่างไรก็ดี ตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานซึ่งความแม่นยำ 20% นั้นมีเพียงชนิด 1K, 1.5K, 2.2K, 3.3K, 4.7K และ 6.8K เมื่อเปรียบเทียบตัวต้านทาน 4.99K หรือ 5.1K ที่มีความแม่นยำ 1% กับตัวต้านทาน 4.7K ที่มีความแม่นยำ 20% แล้ว ตัวเลือกแรกย่อมคุ้มค่ากว่าอย่างชัดเจน
ข้อผิดพลาดที่ 2: การเลือกสีไฟแสดงสถานะอย่างสุ่ม
วิศวกรบางคนเลือกใช้สีของไฟแสดงสถานะตามความชอบของตนเอง อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีของไฟแสดงสถานะที่มีสีแดง เขียว เหลือง หรือส้ม ได้รับการพัฒนามาหลายปีแล้ว นอกจากนี้ ราคายังต่ำมาก ในทางตรงกันข้าม ไฟแสดงสถานะสีน้ำเงินมีระดับความพร้อมใช้ของเทคโนโลยีค่อนข้างต่ำ ความน่าเชื่อถือด้านการจัดหาก็ต่ำ และมีราคาสูงกว่าสี่ถึงห้าเท่า จนถึงปัจจุบัน ไฟแสดงสถานะสีน้ำเงินจึงถูกนำไปใช้เฉพาะในกรณีที่ไม่สามารถใช้สีอื่นทดแทนได้ เช่น การแสดงสัญญาณวิดีโอ
ข้อผิดพลาดที่ 3: การใช้ CPLD เพียงเพื่อให้ได้เกรดสูงสุด
วิศวกรบางคนใช้ CPLD แทนวงจรเกต 74** เพื่อให้ได้ระดับชั้นสูงสุด อย่างไรก็ตาม วิธีนี้จะทำให้ต้นทุนสูงขึ้นและเพิ่มปริมาณงานอย่างมากทั้งในด้านการผลิตและเอกสาร
ข้อผิดพลาดที่ 4: มุ่งแสวงหา MEM, CPU และ FPGA ที่เร็วที่สุด
เมื่อเผชิญกับข้อกำหนดของระบบที่สูง วิศวกรมักคิดว่าชิปทั้งหมดจำเป็นต้องมีความเร็วสูงที่สุด เช่น MEM, CPU และ FPGA แท้จริงแล้ว ในระบบความเร็วสูง ไม่ได้มีทุกส่วนที่ทำงานด้วยความเร็วสูง นอกจากนี้ การเพิ่มความเร็วในการทำงานของคอมโพเนนต์ยังทำให้ต้นทุนสูงขึ้นและก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนต่อความสมบูรณ์ของสัญญาณอย่างมาก
ข้อผิดพลาดที่ 5: การพึ่งพาการกำหนดเส้นทางอัตโนมัติเพียงอย่างเดียว
สำหรับการออกแบบแผงวงจรพิมพ์เมื่อมีข้อกำหนดด้านการออกแบบไม่สูง วิศวกรบางคนจึงพึ่งพาการเดินลายวงจรอัตโนมัติ การเดินลายวงจรอัตโนมัติมักทำให้พื้นที่แผ่น PCB มีขนาดใหญ่ขึ้น และมีจำนวนรูผ่านชั้นมากกว่าการเดินลายวงจรด้วยมือหลายเท่า เนื่องจากความกว้างของลายวงจรและจำนวนรูผ่านชั้นส่งผลโดยตรงต่ออัตราการได้ผลผลิตของ PCB และการสึกหรอของดอกสว่าน ต้นทุนจึงได้รับผลกระทบอย่างมาก ดังนั้นเพื่อควบคุมต้นทุนให้ได้ จึงควรใช้การเดินลายวงจรด้วยมือให้เกิดประโยชน์สูงสุด
ส่งไฟล์แบบแปลน PCB ของคุณมา และรับแผงวงจรคุณภาพเยี่ยมได้อย่างรวดเร็วในราคาประหยัด!
ในฐานะหนึ่งในผู้ผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ชั้นนำของจีนที่มีประสบการณ์ให้บริการอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์มานานกว่าสองทศวรรษ PCBCart มีความสามารถอย่างเต็มที่ในการเปลี่ยนวงจรที่ออกแบบตามสั่งใด ๆ ให้กลายเป็นแผ่นวงจรพิมพ์ได้อย่างรวดเร็ว พร้อมด้วยฟังก์ชันและประสิทธิภาพตามที่คาดหวังทั้งหมด เราก็ยังมีความเชี่ยวชาญอย่างมากในการตอบสนองความต้องการพิเศษของลูกค้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านระยะเวลาการส่งมอบ การควบคุมงบประมาณ และการทดสอบแบบกำหนดเอง คุณสามารถคลิกปุ่มด้านล่างเพื่อรับทราบต้นทุน PCB ของคุณได้อย่างอิสระ หรือคุณอาจจะเพียงแค่ติดต่อเราได้ที่นี่สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมและการเสนอราคาแบบกำหนดเอง
ขอใบเสนอราคาสำหรับการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ FR4 ออนไลน์
ขอใบเสนอราคาประกอบแผงวงจรพิมพ์ฟรี
แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
•กฎการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ที่สำคัญที่คุณต้องรู้
•ปัญหาที่พบบ่อยในการออกแบบ PCB
•ปัญหาและแนวทางแก้ไขที่อาจเกิดขึ้นในกระบวนการออกแบบ PCB
•วิธีออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) คุณภาพสูง
•บริการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบครบวงจรจาก PCBCart - ตัวเลือกเสริมที่เพิ่มมูลค่าหลากหลาย
•บริการประกอบแผงวงจรพิมพ์ขั้นสูงจาก PCBCart - เริ่มต้นเพียง 1 ชิ้น
