can 总线原理图-CAN 总线原理图
总线原理图说白了,就是咱画图纸时把一堆电线和接口搭成网络的那张“地图”。你站在电脑组装桌上,看不见它,摸不到它,但它藏在主板里,拍板了 CPU 如何讲话,内存如何传文件,显卡如何传画面。大量人认定画这个图就是画个框框,摆几个芯片,实际上不然,这可是个挺有挑战的活。 画这张图得先搞清楚三大块东西:总线、接口和芯片。总线就是那根根电线,分好多路,有的专门传数据,有的专门传地址,还有的管信号电平。接口就是那些开关、插座,用来把总线上的东西连到设备里。芯片就是干活的那个脑子。你得想清楚,CPU 发一个指令,经过总线的哪一段,经过多少个接口,打到哪个芯片里去读写内存。 那会儿画图,我总爱用那种“第一、第二、第三”的套话,认定这样显得专业。结局后来发现,这玩意儿在图纸里压根没地方放,画出来也像念课文,没眼看。
故此我从一启动就把那些虚词全删了。目前的做法是跟着思路走,哪段总线连着哪段,就直接连,情愿多画几段线也别绕弯子。 举个例子,画一个老式外设的接口,比如一个 16 位数据总线连到 PC 机的 CPU 上。我起初画 CPU 的金手指头,然后画出一堆方向不同的线。线标上 16 位,表示它能与此同时传输 64 位数据。再想清楚,这 16 位分成了 4 个通道,每个通道又能再分 4 位,一共 16 个锁存器。
这就好比一个指挥家,手里拿着 16 把指挥棒,每一把代表一个“字”长度的数据。 接着画内存接口。内存是虚拟地址空间,地址总线要能读写,数据总线要能传数据。数据路上要有读写信号,不然数据是进不去的。地址上得能区分只读和只能写。相联存器这块略微复杂点,你有输入地址、输出地址、读写地址、读写信号这几列指令。输入地址指向哪儿读,输出地址指向哪儿写,读写信号管住方向。
要是逻辑搞错了,比如读写信号和方向信号搞混了,读的时候却写回来,要么写的时候却读回来,那整个系统就乱套了,数据就像进了黑洞,出不来也学不会。 画完芯片,还得想如何连。总线跑在 PCB 板上,芯片插在上面,物理连接和电气连接得一致。有些需求去极的线,比如 3.3V 和 1.8V,务必画个极化符号,告诉画板的人小心点,别连反了。接地线更是重中之重,任何接地毛病都可能炸机,故此这些线得画得特别直,不能有弯曲,也不能悬空。 接线方式方面,我习惯用单层布线,也就是把所有线画在一排,像排队一样。
这样画图干净利落,不好办乱。对于复杂的接口,比如 USB 要么 HDMI,我得先画出物理上的连接器形状,再在连接器旁边画出对应的总线。USB 就是个典型的例子,它有 8 个头,每个头后面都有一串线。最上面那根是串行时钟,中间两列是数据线,下面那根是时钟。画的时候,我得确认时钟线对,数据线方向要对,地址线和数据线方向也得对。 有时候会遇到芯片是反相的,要么总线是差分传输,这时候就得画成双轨线,用双线符号表示。
要是信号需求去极,得明确标出正负。
这些细节看似不起眼,但画错了,调试起来就特别痛苦。出于引脚定义要是和实物不符,IC 画出来就找不到对应的引脚,如何连都连不上。 画完一张图,还得寻思封装。有些芯片的引脚是悬空的,画出来就是空的线,这也没难题,只要其他地方有连线就行。有些芯片的引脚被焊死了,那这一排线就得画死,别画出去。
还有工艺限制,比如最大线宽是多少,最大线长是多少,这些也得画出来,不然后期做板子时发现焊不动,那就费事了。 画完图,要留给自己工夫检查。找几个典型场景,比如 CPU 做一次好办的加法运算,数据如何走,地址如何走,锁存器如何动作,一步步推演,看看图上有没有遗漏。数据路上有没有过长?距离忒长会不会衰减?地址路上有没有对齐难题?逻辑上有没有遗漏的输入或输出? 最终,画图搞定要记得留白。
不要把所有地方都填得密不透风,剩下的一些空白区域能够用来画接口细节、过孔要么只是是作为空间。留白让图纸看起来不那么拥挤,也显得更有层次感。 总的来说,画总线原理图就是要在逻辑和物理之间跳舞。逻辑上要把信号路理顺,物理上要把焊盘位置安排好,电气上要把阻抗管住住。
这活儿别看枯燥,但一旦画出来,赶明儿设计板子、调试系统,全靠它做基础。别把它当成一个任务,把它当成一个不断修正的过程,越画越顺手,越画越清楚。
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