嵌入式硬件电路设计及器件的布局原则

电源对于嵌入式系统中的作用可以看做是空气对人体的作用，甚至更重要：人呼吸的空气中有氧气、二氧化碳和氮气等但是含量稳定，这就相当于电源系统中各种杂波，我们希望得到纯净和稳定符合要求的电源，但由于各种因素制约，只是我们的梦想。这个要关注两个方面：嵌入式系统需要各种量级的电源比如常见的5v、、等，为尽量减小电源的纹波，在嵌入式系统中使用LDO器件。如果采用DCDC不仅个头大，其纹波也是一个很头疼的问题。

嵌入式系统的正常运行不但需要稳定足够的电源，还要有足够的电流(其实就是功率达到要求)，因此在选择电源器件的时候需要考虑其负载，设计时一般留有30%的余量。如果是多层板，电源部分在layout的时候需电源分割，这时需要注意分割路径，尽量将一定量的电源放置在一起。如果是双面板，则走线宽度需要注意，在板子允许的情况下尽量加宽。

在电路板的设计中经常会应用到电位器，可调电容，按键开关，可调电感等调节器件，这类器件我们在设计好整块电路板后可能要对他们进行调节，有的器件如按键还有可能成为电路板的开启按键因此这类器件在设计的时候要将他们放在电路板的边缘或者其他易于接触的地方。应力原则，在设计如各种USB接口，仿真下载器接口或者是其他的插拔类器件时，由于其需要较大的力进行插拔，为防止应力集中对电路板造成不可修复的风险，通常将这类器件布置在电路板的中心对称轴上。

大功率器件散热原则，在电路板的布局中如果遇到易于发热元件应该将这些元件放在电路板的边缘或者其他元器件少的区域，有时还要为其加上散热片等措施。同时将对温度敏感型器件远离发热元件，以免影响系统的精度和稳定性。

隔离原则，电路中如果同时存在模拟电路和数字电路应该将两块电路采用隔离器件隔离并且分模块区域化布局。在电路中同时存在低频电路和高频电路时，在不影响高频电路的基础上，对高低频电路进行隔离。电路中出现强弱电信号时同样需要将两个信号进行隔离，如光耦隔离，变压器隔离等，以防止强电对弱电的干扰。在电路板上经常会存在10uf电容并接104电容这样的防止电压轨道塌陷电路，这两个器件要近可能的挨着相应元器件的电源端口。

尽可能将两个高频器件的连线保持最短。滤波器要与EMI源尽可能保持最近。美观与可制造原则，美观性是指整块电路板的设计应保持疏密得当，核心控制器在中央其余的子电路匀称分布其周围。可制造性是指所设计出的电路板应当充分考虑代工厂的加工能力，和你在焊接装配时元器件的位置应合适并且能与外壳匹配。易于替换性原则，易于替换性原则通常是指后期维修时易于维护，将晶振等易于损坏的器件在布局时应考虑其易于拆卸。