相關(guān)閱讀：

RA2快速設(shè)計指南 [1] 電源與仿真器支持

RA2快速設(shè)計指南 [2] MCU工作模式和選項(xiàng)設(shè)置存儲器

RA2快速設(shè)計指南 [3] 時鐘電路

RA2快速設(shè)計指南 [4] 復(fù)位要求和復(fù)位電路

RA2快速設(shè)計指南 [5] 存儲器

RA2快速設(shè)計指南 [6] 寄存器寫保護(hù)和I/O端口配置

RA2快速設(shè)計指南 [7] 模塊停止功能，中斷控制單元與低功耗

RA2快速設(shè)計指南 [8] 外部總線、SDADC24和OPAMP

16. 一般布線實(shí)踐

16.1 數(shù)字域與模擬域

Renesas RA2微控制器產(chǎn)品主要有三種類型的引腳功能：電源、數(shù)字和模擬。

通常，電源引腳專門用于電壓和參考輸入，沒有多種功能。電源引腳通常專門用于MCU內(nèi)的特定部分或域。例如，MCU的主電源電壓將為數(shù)字內(nèi)核、許多數(shù)字外設(shè)功能和許多數(shù)字I/O引腳供電?？梢詫?shù)字域定義為數(shù)字電路、數(shù)字I/O引腳以及相關(guān)的電源引腳。指定用于模擬功能的電源引腳（例如AVCC0和相關(guān)的AVSS0）在MCU內(nèi)部提供特定的模擬電路，這類模擬電路與數(shù)字域電路分開?？梢詫⒛M域定義為模擬電路、模擬I/O引腳以及相關(guān)的電源引腳。

數(shù)字信號通常是與周期性時鐘相關(guān)聯(lián)的重復(fù)切換模式。數(shù)字信號上的跳變往往是相對尖銳的邊沿，同時跳變之間保持穩(wěn)定的高電平或低電平。在指定的時間范圍內(nèi)，每個信號必須在可接受的電壓大小下處于穩(wěn)定狀態(tài)，稱為邏輯狀態(tài)。通常使用時鐘的邊沿跳變以預(yù)定的時鐘間隔對信號狀態(tài)進(jìn)行采樣，以評估相關(guān)的數(shù)據(jù)信號。只要電平保持在指定范圍內(nèi)，數(shù)字信號電壓值的小幅度變化通常是可以接受的。但是，如果數(shù)字信號受到可能會對其造成嚴(yán)重影響的較大外部作用，則可能會在對數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣時引起錯誤的邏輯狀態(tài)。

模擬信號通常截然不同。模擬信號可能是周期性的，但模擬信號的評估通常是在一定范圍內(nèi)而不是邏輯狀態(tài)下測量電壓。根據(jù)特定的觸發(fā)事件對模擬信號的電壓大小進(jìn)行采樣，然后使用MCU中的模擬電路處理得到的測量結(jié)果。模擬測量的精度與采樣電壓值的精度直接相關(guān)。任何可能會略微改變模擬輸入信號電壓值的非預(yù)期外部作用，都可能影響測量的準(zhǔn)確性。

由于Renesas RA2 MCU產(chǎn)品的I/O引腳的高度復(fù)用特性，許多I/O引腳都可用于實(shí)現(xiàn)模擬或數(shù)字功能。這可能會導(dǎo)致數(shù)字和模擬功能發(fā)生重疊，并造成數(shù)據(jù)錯誤。

為了盡可能地減少數(shù)字信號域和模擬信號域之間的潛在問題，請考慮以下準(zhǔn)則：

? 在分配I/O引腳功能時，選擇的引腳功能應(yīng)盡量使模擬引腳和數(shù)字引腳在物理上分開。

? 每個模擬信號應(yīng)盡可能與所有其他信號分開。

? PCB布線應(yīng)盡可能隔離每個模擬信號。避免在同一區(qū)域內(nèi)連接其他任何信號走線，無論是模擬信號還是數(shù)字信號。

? 確保模擬電源電壓和模擬參考電壓包含適當(dāng)?shù)慕涣?a href="http://www.cshb120.cn/tags/濾波器/" target="_blank">濾波器?？梢圆捎迷贛CU電壓引腳附近放置的形式

建議使用的電容，或使用適當(dāng)?shù)母袘?yīng)濾波器。此舉旨在提供很少甚至沒有電壓紋波的電源電壓和參考電壓。

? 在PCB設(shè)計中使用專用電源層時，避免在模擬電壓區(qū)域內(nèi)連接數(shù)字信號走線，并避免在數(shù)字電壓區(qū)域內(nèi)連接模擬信號走線。

對于靈敏度較高的應(yīng)用，強(qiáng)烈建議使用仿真工具評估特定的設(shè)計，以了解電路設(shè)計對性能的影響。例如，這可能包括諸如精密傳感器設(shè)計或超高速數(shù)字總線接口之類的應(yīng)用。有關(guān)每種外設(shè)功能的特定要求，請參見《硬件手冊》中的“電氣特性”一章。

16.2 高速信號設(shè)計注意事項(xiàng)

隨著數(shù)字信號時鐘速度的增加，外部刺激對這些信號的影響會變得更加明顯。某些外設(shè)功能可以歸類為“高速”數(shù)字信號。對于高速數(shù)字信號，還應(yīng)考慮其他設(shè)計注意事項(xiàng)。

在發(fā)生串?dāng)_時，一個信號上的跳變會對附近的另一個信號產(chǎn)生感應(yīng)影響。當(dāng)這種串?dāng)_效應(yīng)足夠強(qiáng)時，第一個信號可能會導(dǎo)致第二個信號上發(fā)生錯誤。為了減少串?dāng)_的影響，請使用以下一般PCB布線準(zhǔn)則：

? 為同一布線層上的已連線信號之間提供足夠的空間。通常，在同一數(shù)字組的信號之間至少保留一倍走線寬度的空間，而在不同數(shù)字組的信號之間至少保留3-5倍走線寬度的空間。

? 為同一布線層上的時鐘信號和數(shù)據(jù)信號之間提供額外的空間。通常，在時鐘和任何其他數(shù)字信號之間至少要保留3-5倍走線寬度的空間。

? 避免在任何相鄰的布線層上并行連接數(shù)字信號走線。如果必須在相鄰的信號層上連接信號，請盡可能嘗試僅使用正交叉走線。

如有可能，請在信號層之間使用電源層或接地層來分隔PCB信號層。電源層或接地層的單芯銅線可以用作數(shù)字信號的“屏蔽”。

每個標(biāo)準(zhǔn)化接口都有特定的要求。為確保PCB設(shè)計不會出現(xiàn)信號串?dāng)_問題，強(qiáng)烈建議設(shè)計每個接口時都參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

16.3 信號組選擇

某些引腳名稱帶有附加的 _A、_B、_C、_D、_E 或 _F 后綴來表示信號組。對RA2產(chǎn)品而言，在分配功能時可忽略這些后綴，為每個功能信號選擇最方便的引腳分配。

請參見《硬件手冊》中“I/O端口”一章的“每種產(chǎn)品的外設(shè)選擇設(shè)置”和“PmnPFS寄存器設(shè)置的注意事項(xiàng)”部分。

17. 參考資料

在編寫本《快速設(shè)計指南》時，參考了以下文檔，您可點(diǎn)擊此處進(jìn)入瑞薩電子官網(wǎng)了解更多內(nèi)容。

來源：瑞薩MCU小百科

免責(zé)聲明：本文為轉(zhuǎn)載文章，轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息，版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題，請聯(lián)系小編進(jìn)行處理

審核編輯 黃宇