常用单元电路——热插拔ppt课件

深度研究院新员工培训，热插拔，MPC860应用设计串口WDTJTAG热插拔，热插拔的基本概念(1)，热插拔是指系统在通电工作的情况下，插入或拔出其组件，使其脱离工作状态或开始进入工作状态。快速插拔：指在单板插拔过程中，尽可能缩短单板电源与主板引脚的接触时间和单板信号与主板引脚的接触时间。、热插拔的基本概念，慢插是指当单板插拔时尽可能地加宽单板电源接触主板管脚和单板信号接触主板管脚之间的时间间隔。换句话说，单板的软件应该首先运行，然后单板的信号线应该与主板的管脚接触。接口型号，四种信号VCC都是电源，对于带二次电源模块的单板，其启动时间可能会慢一些。S1是输入信号线。S2是三态输出信号线。GND是工作的地方。信号VCC和GND之间的关系通常是一个过滤网络。VCC和S1信号线(或S2)通常是上拉电阻和箝位二极管或芯片中的其他功能网络。在S1(或信号线，如S2)和GND之间，芯片中通常有RC网络和箝位二极管。(2)型号说明，在某一时刻，导电引脚不同，单板对系统的负载特性也不同。测量结果表明，相互靠近的引脚的导通时间差相对较小，约为1 ms，相距较远的引脚的导通时间差相对较大，可达0.5秒量级。它对系统和插入的单板有不良影响。(2)不同引脚的连续导通对系统的影响由于电源与每个信号相关，电源的连续性对系统有很大影响。对于互补金属氧化物半导体电路，当电源的接通时间滞后于信号线的接通时间时，由于插入单板电路的互补金属氧化物半导体器件的输入端、输出端和电源端之间可能存在低电阻路径(相当于连接到电源的保护二极管)，信号将通过保护二极管灌注到电源端，因此，系统上其他相应单板的相应端的输出信号负载可能过大，从而影响系统的正常运行。不同引脚的影响依次导通(3)，对单板的影响增加了热插拔基座的单板，并且电源与其他引脚之间的导通时间差更大。为了确保插入的单板开始工作时所有接口信号都稳定下来，单板在开始工作前需要有几秒钟的等待时间。否则，可能会出现单板接口信号输入或输出错误。当不同的引脚相继开启时，也很容易锁定插入的单板CMOS接口器件。因为如果引脚的导通顺序不受控制，很容易发生信号线导通先于电源导通的情况，这增加了闩锁的可能性。(3)每个引脚可以等效于感性或容性负载。在插拔不良时，很容易产生高频振荡脉冲并叠加在相应的信号上。如果系统对信号质量非常敏感，可能会导致问题。插拔造成的过冲和毛刺也会损坏被插单板的接口设备。(L引脚的电感约为60nHC引脚的分布电容约为20pF。计算结果是近似值，实际频率通常更高。高频脉冲的谐振频率计算公式：引脚导通时产生的高频脉冲的影响(2)，共同输出信号的三态控制问题，模型中考虑了S2信号，对应多个单板的输出：热插拔时，多个三态门同时打开，导致数据冲突。设计必须确保插入的单板的输出栅极处于高阻抗状态。一个例子：用作接口缓冲器的三态门的使能端由现场可编程门阵列控制。上电时，由于现场可编程门阵列尚未完成加载，三态门的控制端处于高阻抗状态，三态门处于高阻抗状态电源瞬变效应的后果：电压抖动的幅度超过某个极限值，导致系统中其他板复位。连接器发出火花。信号瞬态效应，不适当的信号线接口设计也可能引起突然负载接入的瞬态效应，从而影响背板上的信号。在设计过程中，应注意信号的最大负载能力，以避免影响背板信号的匹配和背板输出信号的瞬时过载。、热插拔设计原则，一般原则要求不影响系统的正常运行。同时，插入的单板可以进入正常工作状态。请注意，当引脚用电插入电路板时，引脚的连接顺序由电路板上的信号按以下顺序建立：接地、电源、使能信号、输入和输出信号。如果有多个电源，它们通常按绝对电压幅度从小到大的顺序打开。拉出单板时，关断顺序要求正好相反。、热插拔设计原则，硬件措施应安装在插入电路板的热插拔座上。相应的带电插头应安装在底板上：通常只能安装工作接地(GND)的连接端子。如有必要，可以同时安装工作电源(VCC)和工作接地(GND)的连接端子。接地引脚比电源引脚长。对于2mM的插座，不使用特殊的带电插入式插座，但应分配长引脚作为接地和电源的连接引脚。、热插拔设计原则，软件措施单板软件应在程序开始时有延时保护措施，以保证单板和主板充分接触，单板软件将正式开始工作。建议在插入式电路板上运行的软件从启动到启动至少要等待200毫秒，这可以通过循环指令或定时器来实现。单板软件在单板专用芯片的初始化过程中应具有“自愈”处理能力。、热插拔设计原则，注意热插拔单板的输出信号状态。如果在插入的单板中有一个公共输出时分接口信号直接连接到其他单板，注意其输出接口信号在阻塞状态下的使能控制端和在带电插入时三种状态下的相应接口信号。例如，对于由现场可编程门阵列控制的三态使能端子，在采用上拉电阻之后，在现场可编程门阵列加载完成之前，三态门仍然处于关闭状态。、热插拔设计原则，注意避免热插拔造成的电源瞬变效应。对于主板直接提供工作电压的单板，电源输入应经过滤波器滤波，以避免系统电源波动，提高插入单板的电能质量。热插拔设计原则(6)，热插拔设计原则(7)，C1值一般在10uF-47uF之间；C2值一般在0.01-0.1之间；C3值一般在10uF至50uF之间，C4值一般在0.01uF至0.1uF之间，L1值一般在10uF至40uF之间，标准值为10uF。电容的作用，C1/C3和C2/C4一般是由低频电容和高频电容组成的并联电容器组：C1和C3一般是电解电容，其主要功能是滤除电源中的低频噪声。然而，C2和C4通常是单片或陶瓷电容，它们的主要功能是滤除电源上的高频噪声。C3/C4输出端的电容不仅需要去耦和滤波纹波，还需要保持输出电平不受电感反电动势的影响。热插拔设计原理(8)，电感的作用抑制电流的瞬时变化。电感值越大，抑制效果越好。当电感值过大时，单板的上电特性不好。当单板通电、断电或插入或拔出时，电感两端会产生反电动势，影响负载。热插拔设计原则(9)。对于由二次电源模块供电的单板，可以考虑二次电源的慢启动电路，以避免插入时接触电阻过大导致触针着火。热插拔设计原则(10)，通过R/热插拔设计原理(12)、缓冲器选择(1)由于交流、ALVC等系列缓冲器的输入和输出级都有一条低阻通路通向VCC，当系统部分断电时(如插板上的保险丝烧断、插头瞬间断开等)。)，由于负载过大，其他连接板上的输出将被拉低。但是，当ABT、LVT、LVC、GTL、BTL等系列缓冲隔离器。断电时，它们的输入/输出电阻很高，不会影响相关信号。热插拔设计原则(13)、缓冲器选择(2)建议隔离ABT/LVT系列缓冲器(如ABT/LVTH16244)。需要注意的是，ABT/LVT 16244具有很强的输出驱动能力。为了减少振铃效应，尽管ABT16244的内部输出串电阻最好与其输出端的小电阻串联。对于单板内部驱动，如果速度不太高，驱动负载较小，建议使用交流等系列设备，以免造成过大的过冲。热插拔设计原则(14)。对于差分信号，建议使用ABT系列接口芯片，如ABT26C31/32，以提高单板的抗过压和过流能力。(15)、热插拔设计原则，注意单板上接口的热插拔问题。当单板处于工作状态时，热插拔单板上的接口，使外部设备与单板处于连接或断开状态。由于地电位的不一致性，在热插拔期间有非常高的瞬时电位施加到接口设备的输入/输出引脚，这容易导致接口设备的击穿和损坏。因此，单板插座使用地线首先接触的带电插入式插座，或者接口信号线与电阻器串联以限制电流并增加瞬态二极管保护。热插拔设计原理(16)，RS-232C接口电路，在R1IN引脚上，添加R1、D1、D2等3个保护器件。正常情况下，暂态保护二极管D1和D2可能无法使用。热插拔设计原理(17)、外