CPM核心板應(yīng)用之eMMC硬件設(shè)計(jì)指導(dǎo)

CPM核心板，#ZLG首款百元內(nèi)64位1G主頻工業(yè)級(jí)核心板，BGA封裝集成處理器與DDR，不含數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件。本文將從電路設(shè)計(jì)和PCB布線角度，指導(dǎo)用戶如何通過(guò)eMMC擴(kuò)展存儲(chǔ)，以快速完成設(shè)計(jì)。

?eMMC原理圖設(shè)計(jì)

eMMC擴(kuò)展電路原理圖設(shè)計(jì)包括電容、上拉電阻、串聯(lián)電阻等方面。圖1是設(shè)計(jì)完成的電路圖。

圖1 eMMC擴(kuò)展電路原理圖下面對(duì)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行一些說(shuō)明：

• RSTN通過(guò)10K電阻上拉至VccQ并需并聯(lián)一個(gè)0.1uF對(duì)地電容，可提高抗干擾能力。
• eMMC_CMD外接10K電阻上拉至VccQ，eMMC_D[7:0]預(yù)留10K電阻上拉至VccQ，因CMD和Data傳輸起始位是以低電平開(kāi)始所以CMD和Data需要默認(rèn)上拉，實(shí)際使用阻值可參考手冊(cè)。
  
• eMMC_Data_Stobe 在eMMC端串電阻，阻值建議為22~33Ω之間，并預(yù)留47K下拉電阻，因eMMC協(xié)議規(guī)定先采上升沿信號(hào)再采下降沿信號(hào)，所以DS需要默認(rèn)下拉。
• eMMC_CLK 在MCU端串電阻，阻值建議為22~33Ω之間，為實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，減少信號(hào)反射，實(shí)際以調(diào)試為準(zhǔn)。
• VDDi引腳需要外接一個(gè)電容，以穩(wěn)定Core電壓，一般建議為1uF~ 4.7uF，實(shí)際使用容值可參考手冊(cè)。
• VCC、VCCQ電源電路的濾波，采用大小電容并聯(lián)的方式，大電容應(yīng)該大于2.2uF，小電容可以在0.1uF左右，實(shí)際使用容值可參考手冊(cè)。

?底板e(cuò)MMCPCB布線說(shuō)明

eMMC布線好壞直接影響eMMC能否使用以及eMMC的讀寫性能，相比原理圖設(shè)計(jì)，eMMC的布線會(huì)更加重要。下面對(duì)PCB布線細(xì)節(jié)進(jìn)行一些說(shuō)明。

圖2 PCB布線圖

• 在CPM核心板扇出的eMMC信號(hào)引腳周圍就近布局eMMC。
• eMMC的數(shù)據(jù)信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)和控制信號(hào)需要做阻抗50Ω±10%匹配管控。
• 時(shí)鐘、數(shù)據(jù)、命令信號(hào)需要做等長(zhǎng)，誤差小于50mil且走線總長(zhǎng)不要超過(guò)3000mil（誤差和等長(zhǎng)需加上核心板的約束數(shù)據(jù)）,走線越短越好，以便減少信號(hào)線上的寄生電容等參數(shù)，使信號(hào)線上總的寄生電容少于30pF。
• CLK和RST_N長(zhǎng)度差在1000mil以內(nèi)。
• 時(shí)鐘信號(hào)需要包地處理，地線每隔200mil打一個(gè)地過(guò)孔。
• eMMC信號(hào)間的間距至少2W ，eMMC 信號(hào)與其它信號(hào)間間距建議3W至少2W，以便減少不必要的串?dāng)_信號(hào)。
• eMMC個(gè)電源管腳的濾波電容靠近對(duì)應(yīng)的管腳放置，盡量保證一個(gè)管腳放一個(gè)。
• eMMC所有信號(hào)少換層打孔，過(guò)孔數(shù)量盡量不要超過(guò)兩個(gè)，eMMC 信號(hào)換層前后，參考層建議都為地平面，在信號(hào)過(guò)孔周圍建議添加地回流過(guò)孔，以改善信號(hào)回流路徑，所有信號(hào)線參考平面必須完整不能跨分割。
• 內(nèi)部走不出來(lái)的信號(hào)可以從NC PAD走，不能從RFU PAD上走線。

?已驗(yàn)證的eMMC型號(hào)

• 型號(hào)S40FC004C1B1I00000，廠商SkyHigh
• 型號(hào)FEMDRW008G-88A39，廠商FORESEE

?ZLG首款百元內(nèi)64位1G主頻工業(yè)級(jí)核心板

ZLG致遠(yuǎn)電子創(chuàng)新推出超小型CPM核心板，采用 BGA 封裝形式，集成處理器、DDR內(nèi)存及NorFlash，并配備外置電源模塊。用戶可依根據(jù)產(chǎn)品需求靈活搭配不同容量的EMMC存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)定制化配置。CPM核心板繼承了易開(kāi)發(fā)、高穩(wěn)定性的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，并在靈活性與性價(jià)比上取得新突破，為用戶帶來(lái)更多元化的應(yīng)用體驗(yàn)。