AM3358開發(fā)板
本PCB設(shè)計指南由德力威爾王術(shù)平根據(jù)《AM335X英文數(shù)據(jù)手冊2013版》之DDR3章節(jié)翻譯、編撰而成，包含AM3358處理器簡介、DDR3與MPU電路連接、PCB堆疊設(shè)計、DDR3與MPU布局、DDR3布線區(qū)、旁路電容參數(shù)與位置、DDR3信號分組、DDR3終端電阻、DDR3參考電壓布線、DDR3數(shù)據(jù)線走線拓?fù)渑c布線規(guī)則等實(shí)用內(nèi)容，供廣大PCB設(shè)計者參考學(xué)習(xí)。
圖1 AM3358功能框圖
型號：AM3358BZCZA100
主頻：1GHz
焊球數(shù)量：324pin
焊球直徑：0.5mm
主要特征（見圖1）：
●ARM Cortex-A8架構(gòu)，主頻1Ghz，32位RISC微處理
●支持LPDDR、DDR2、DDR3、DDR3L接口
●支持NAND Flash、NOR Flash、SRAM
●3D 圖形引擎
●LCD和觸摸屏控制器
●可編程RTC和工業(yè)通信子系統(tǒng)
●兩路USB 2.0，支持OTG
●10/100/1000M以太網(wǎng)
●2路CAN控制器、6路UART、2路MCASP音頻、2路SPI、3路I2C
●12Bit ADC
●3路32位增強(qiáng)型捕獲模塊
●3路增強(qiáng)型高精度PWM
型號：IS43TR16256A-15HBLI
容量：4Gbit（256M x 16）
速率： DDR3-1333Mbps
電壓：1.5V
溫度：-40℃~95℃
焊球數(shù)量：96 pin
焊球直徑：0.5mm
時鐘：DDR_CK and DDR_CKn工作的標(biāo)準(zhǔn)速率是303 MHz
數(shù)據(jù)位寬度：16bit
芯片個數(shù)：單片
本產(chǎn)品采用單個DDR3和MPU連接，數(shù)據(jù)寬度為16Bit，外部沒有VTT終結(jié)器。連接示意如圖2所示：
圖2 MPU和DDR3連接關(guān)系
DDR3布線部分至少需要4層板，可以再增加層數(shù)，用來走其他的信號或者增強(qiáng)信號完整性和提高電磁兼容抗干擾能力，優(yōu)先考慮將信號布在第一層，第一層布不完時可以布在第四層，但第四層的走線不能跨越第三層電源分割面。PCB疊層如圖3所示：
圖3 PCB最少疊層方案
圖4 PCB堆疊規(guī)范
如圖4所示：
圖5 DDR3布局規(guī)范
如圖5所示：
DDR3布線區(qū)域同層內(nèi)不允許其他非DDR3信號走線，DDR3布線區(qū)域的參考平面一定要完整的DDR電源平面或地平面，非DDR3信號可以布在DDR3布線區(qū)域下面有完整參考平面隔離的層內(nèi)，如圖6所示。
圖6 DDR3布線區(qū)
MPU、DDR3需要大體積、大容量的旁路電容。大體積旁路電容盡量靠近MPU和DDR3的電源引腳。但優(yōu)先考慮小體積高頻旁路電容和DDR信號布線空間，然后再考慮大體低頻積旁路電容。
圖7 大容量旁路電容應(yīng)用規(guī)范
如圖7所示：
DDR3的正常運(yùn)行是離不開高頻旁路電容的，并且要盡量減小連接在DDR電源和地之間的高頻旁路電容的寄生電感。通常來說，至少做到以下幾點(diǎn)是比較好的：
1、安裝的高頻旁路電容盡可能的多一點(diǎn)；
2、盡量減少旁路電容到需要旁路的CPU或DDR芯片上的電源引腳之間的距離；
3、使用物理尺寸盡量小中容量盡量高的旁路電容；
4、旁路電容打過孔的孔徑盡量大，旁路電容焊盤到它的過孔之間的連線盡量要寬；
5、盡量不要多個旁路電容的焊盤共用一個焊盤。
下表是關(guān)于高速旁路電容使用注意事項(xiàng)（如圖8）：
圖8 小容量旁路電容應(yīng)用規(guī)范
如圖8所示：
10.旁路電容和電源引腳和地引腳可以共用一個過孔；
11.DDR3一對電源可以共用一個過孔，一對地引腳可以共用一個過孔。
圖9 時鐘組定義
CK主時鐘組（差分對）：DDR_CK& DDR_CKn；
DQS0數(shù)據(jù)同步時鐘組（差分對）：DDR_DQS0& DDR_DQSn0；
DQS1數(shù)據(jù)同步時鐘組（差分對）：DDR_DQS1& DDR_DQSn1；
圖10 信號組定義
CA地址控制組（單端線）：DDR_BA[2:0]、DDR_A[15:0]、DDR_CSn0、DDR_CASn、DDR_RACSn、
DDR_WEn、DDR_CKE、DDR_ODT，以CK時鐘組對齊；
DQ0字節(jié)組（單端線）：DDR_D[7:0]、DDR_DQM0，以DQS0時鐘組對齊；
DQ1字節(jié)組（單端線）：DDR_D[15:8]、DDR_DQM1，以DQS1時鐘組對齊。
本例中DDR3芯片內(nèi)含有針對DQS[x]和DQ [x]的ODT（片內(nèi)終結(jié)器），而CK和ADDR_CTRL既沒有內(nèi)部的ODT，也沒有外接VTT終結(jié)器，但這并不影響信號完整性，可以這樣應(yīng)用。
DDR_VREF走線寬度通常為20mil（0.508mm），如果布線空間有限可適當(dāng)減小寬度。在MPU和DDR的每個DDR_VREF電源引腳附近，就近要放置一個0.1uF的高頻旁路電容。
圖11 CK組合CA組布線拓?fù)?/p>
所選DDR3型號的CK和CA信號如需并聯(lián)端接電阻，就按上圖所示拓?fù)洳季€；所選DDR3型號的CK和CA信號若無需并聯(lián)端接電阻，忽略AT走線，忽略并聯(lián)端接的電阻、電容器。本項(xiàng)目所選DDR3型號為后者。
圖12 CK組合CA組布線方法
所選DDR3型號的CK和CA信號如需并聯(lián)端接電阻，就按上圖所示布線；所選DDR3型號的CK和CA信號若無需并聯(lián)端接電阻，忽略AT走線，忽略并聯(lián)端接的電阻、電容器。本項(xiàng)目所選DDR3型號為后者。
圖13 DATA線拓?fù)?/p>
數(shù)據(jù)對齊時鐘DQS[x]是點(diǎn)到點(diǎn)的差分信號線，所有數(shù)據(jù)線DQ[x]是點(diǎn)到點(diǎn)的單端信號線。
圖14 DATA線布線方法
數(shù)據(jù)對齊時鐘DQS[x]是點(diǎn)到點(diǎn)的差分布線，所有數(shù)據(jù)線DQ[x]是點(diǎn)到點(diǎn)的單端布線。
CK組內(nèi)差分線要匹配等長；
ADDR_CTL（CA）組內(nèi)的各個信號線要以CK組為對齊基準(zhǔn)，匹配等長；
CK和ADDR_CTL（CA）走線的最大長度可以采用下圖的曼哈頓距離來確定：
圖15 曼哈頓距離計算最長走線
一旦MPU和DDR3的位置固定下來后，采用上圖中曼哈頓距離確定的布線長度就是最長布線長度了；CK和ADDR_CTL（CA）以此線作為基準(zhǔn)長度，盡量減少長度偏移；
多個DDR3時，接入DDR3的短的樹樁線和外接VTT終端的短的樹樁線，不包含在長度計算內(nèi)。
最長布線長度計算公式：CALM=CACLMY+CACLMX+300mils；此處額外的300mils作用是給布線空間留有充足的余量，這里CACLMY=A1，CACLMX=A2+A3，所以CALM=A1+A2+A3+300mil=2500mil+660mil+300mil=3460mil。
CK和ADDR_CTL（CA）布線長度詳細(xì)規(guī)則如圖16所示：
1、（A1+A2）長度≤2500mil，允許偏差長度≤25mil；
2、A3長度≤660mil，允許偏差長度≤25mil；
3、單端線AS長度≤100mil，允許偏差長度≤25mil；
4、差分線AS+和AS-長度≤70mil，允許偏差長度≤5mil；
5、單端線端接電阻走線AT長度≤500mil，允許偏差長度≤100mil；
6、差分線端接電阻走線AT長度≤500mil，允許偏差長度≤5mil；
7、CK組合CA組典型的長度為CALM+-50mil；
8、CK線和其他DDR3走線間距≥4W原則（線中心到線中心）；
9、CA線和其他DDR3走線間距≥4W原則（線中心到線中心）；
10、CK差分對內(nèi)部間距要滿足阻抗匹配的；
11、CK線到其他非DDR3信號線之間的距離≥4 W原則（線中心到線中心）；
12、Rcp端接電阻為特征阻抗Zo+-1Ω，Rcp端接電阻為特征阻抗Zo+-1Ω，Rtt端接電阻為特征阻抗Zo+-5Ω，單端特征阻抗Zo為50~75歐姆，差分特征阻抗Zo為單端特征阻抗的2倍。
圖16 CK組和CA組布線長度規(guī)則
圖中(n)備注：
（1）CK表示時鐘信號網(wǎng)絡(luò)組，ADDR_CTRL表示地址、控制信號網(wǎng)絡(luò)組；
（2）盡量使用最少數(shù)量的過孔；
（3）當(dāng)要在DDR3電源層作為參考平面打過孔換層時，需要添加返回電流旁路電容；
（4）鏡像放置；一個放置在頂層、一個放置在底層，呈鏡像重合狀。
（5）非鏡像放置：所有的DDR3在同一層；
（6）盡量減小走線長度；
（7）只針對ADDR_CTRL網(wǎng)絡(luò)組，建議減小長度偏移，但不是必須的；
（8）只針對CK網(wǎng)絡(luò)組；
（9）CACLM是最長的曼哈頓距離；
（10）當(dāng)走線長度超過1250mils時，允許適當(dāng)減小線中心到線中心的距離；
（11）不同DDR3的信號線；
（12）CK是差分阻抗歐姆，差分阻抗是單端阻抗的2倍；
（13）外接的VTT終結(jié)器是絕對不允許放置在源端（CPU驅(qū)動端）。
不建議，也不必將所有的數(shù)據(jù)線匹配等長，但將每1字節(jié)的數(shù)據(jù)匹配等長是必須的?？捎寐D距離確定最長走線長度。
圖17 曼哈頓距離確定DQ組布線最長長度
圖18 DQ組布線長度匹配規(guī)則
如圖18所示：
1、DQS和DQ線有內(nèi)部ODT功能，不允許外接終端匹配電阻；
2、DQ0數(shù)據(jù)組標(biāo)稱長度≤DQLM0（數(shù)據(jù)0組的曼哈頓距離），允許偏差長度≤25mil；
3、DQ1數(shù)據(jù)組標(biāo)稱長度≤DQLM1（數(shù)據(jù)1組的曼哈頓距離），允許偏差長度≤25mil；
4、DQS0數(shù)據(jù)對齊時鐘和DQ0數(shù)據(jù)組一樣長，允許偏差長度≤25mil；
5、DQS1數(shù)據(jù)對齊時鐘和DQ1數(shù)據(jù)組一樣長，允許偏差長度≤25mil；
6、DQ0組（含DQS0）與DQ1組（含DQS1）不用等長，以各自的字節(jié)對齊即可；
7、DQ[x]組內(nèi)走線間距≥3W原則（線中心到線中心）；
8、DQ[x]和其他DDR3走線間距≥4W原則（線中心到線中心）；
9、DQS[x]組內(nèi)間距應(yīng)滿足差分阻抗；
10、DQS[x]和其他DDR3走線間距≥4W原則（線中心到線中心）；當(dāng)走線長度超過1250mils時，間距允許降到最小的4W原則；
11、TI官方文檔規(guī)定了CK時鐘線和ADDR_CTRL線匹配等長，DQS[x]與DQ[x]匹配等長，但是并沒有規(guī)定CK和DQS[x]匹配等長。但依據(jù)德力威爾王術(shù)平的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，建議控制DQS（含DQ）布線長度小于CK布線長度，DQS（含DQ）線盡量最短。
1.走線最長≤63.5mm
2.地址/控制組以時鐘組對齊，長度誤差為2.54mm；數(shù)據(jù)組一定要比時鐘組走線長度要短，盡量最短；
3.時鐘組組內(nèi)長度誤差0.127mm
4.地址組組內(nèi)長度誤差0.635mm
5.數(shù)據(jù)組內(nèi)DQS對之間誤差0.127mm
6.數(shù)據(jù)組內(nèi)DQ組內(nèi)誤差0.635mm
7.數(shù)據(jù)組內(nèi)DQS與DQ之間誤差0.635mm
8.數(shù)據(jù)組DQS0與DQS1兩對之間誤差不限，但盡量短；
9.所有線與CLK對齊（Address＞CLK＞Data）
10.數(shù)據(jù)0組以DQS0&DQSN0對齊
11.數(shù)據(jù)1組以DQS1&DQSN1對齊
12.DQS0與DQS1組與CLK組對齊
13.所有地址組與CLK組對齊
14.CPU電源、地焊盤打孔引線≤1.778mm
15.CPU退耦電容打孔距離CPU焊盤≤10mm
16.退耦電容一個焊盤上打孔≥2個
17.CPU電源焊盤打孔≥1個
18.DDR3電源、地引腳焊盤打孔引線≤1.54mm
19.DDR3退耦電容打孔與DDR3電源引腳距離≤3.81mm
20.DDR3退耦電容一個焊盤打孔≥2個
21.DDR3電源、地引腳打孔≥1個
22.DDR3_VREF基準(zhǔn)電源線寬度：0.508mm/3W
23.CLK、Address、Data組外間距4W，組內(nèi)間距3W
24.DDR3的數(shù)據(jù)引腳靠近CPU一端
25.CPU和DDR3布局的間距：水平25.4mm 垂直38.1mm 之內(nèi)
26.走線長度=曼哈頓距離+7.62mm
德力威爾電子工程師培訓(xùn)中心PCB培訓(xùn)實(shí)例
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作者簡介：德力威爾王術(shù)平，嵌入式軟硬件全能設(shè)計工程師，應(yīng)用電子技術(shù)獨(dú)立研究員，應(yīng)用電子技術(shù)授課講師，德力威爾電子工程師培訓(xùn)學(xué)校創(chuàng)始人。
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Multistrada（攬途）是杜卡迪眾多車型中，最具冒險精神的車系。有著犀利動感的外形、不俗的動力表現(xiàn)以及激情似火的精神信仰。而這次杜卡迪在云南麗江發(fā)布的全新Multistrada 950和950 S兩款車型，在原有基礎(chǔ)上做了全新升級尤其是950 S，別看這兄弟倆名稱上只有一個“S”的區(qū)別，其實(shí)是內(nèi)有乾坤大不一樣！
Multistrada 950杜卡迪紅色版售價：14.3萬元
Multistrada 950 S杜卡迪紅鑄輪版售價：16.2萬元
Multistrada 950 S亮光灰鑄輪版售價：16.4萬元
Multistrada 950 S杜卡迪紅輻條版售價：17萬元
Multistrada 950 S亮光灰輻條版售價：17.2萬元
新款Multistrada 950 S/950在外形上繼承了Multistrada車系的一貫風(fēng)格，高大威猛的同時，不失意式風(fēng)情的浪漫情調(diào)，緊湊簡潔的車身設(shè)計，營造出清爽干練的感覺。
前方車頭造型加上經(jīng)典的鳥嘴設(shè)計，詮釋出犀利兇狠的既視感。
這次發(fā)布會全新的Multistrada 950 S無疑是全場的焦點(diǎn)，相較于新款950來說它做了很多升級。首先它們都采用全新的博世六軸IMU，讓電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更快更精準(zhǔn)的釋放，進(jìn)一步提升了騎行安全。
發(fā)動機(jī)看似和以前一樣，實(shí)則有了很大變化。9000rpm時能輸出最大馬力113匹，最大扭矩9.8KG.m（約合95N.m）則在7750rpm產(chǎn)生。全新調(diào)校的發(fā)動機(jī)有著平滑線性的動力曲線，而且從3500rpm至9000rpm之間就能提供大于80%的扭力輸出，這樣的動力特性可以讓日常騎行更為便利，避免扭矩不足而帶來的頻繁換擋。在激情狂奔中，大扭矩輸出又能提供刺激的加速快感。
全新950 S的LED頭燈也不簡單，配合博世IMU系統(tǒng)可以檢測車身傾角，根據(jù)角度開啟彎道照明系統(tǒng)，大大提升了騎士夜間騎行的安全系數(shù)。
Multistrada 950 S配備的天棚懸掛系統(tǒng)，根據(jù)騎士的自身?xiàng)l件、路面情況、動力模式、可以提供多種自定義組合，讓騎士找到最適合的騎行數(shù)據(jù)。
在安全方面Multistrada 950 S和950一樣，搭載了前320mm雙浮動盤配Bremo M4.32對向四活塞卡鉗，后制動為單盤配Brembo單向雙活塞卡鉗，在輔以Brembo的直推上泵，讓制動力更為強(qiáng)勁且線性。而且還有博世三段可調(diào)的ABS系統(tǒng)以及彎道ABS和前后聯(lián)合制動，再加上8段可調(diào)DTC牽引力控制系統(tǒng)，讓被動安全上升到了一個新的高度。
而且它們還配備了坡道輔助系統(tǒng)，這個系統(tǒng)在實(shí)際使用中也很方便，坡道停車時，只需要大力捏住前剎就能觸發(fā)系統(tǒng)，讓車輛在坡道上保持靜止十秒左右，解除也很簡單掛擋起步就自動釋放剎車了。
在儀表方面Multistrada 950 S更為先進(jìn)，采用了一款5寸全彩TFT屏幕，Multistrada 950則是一款液晶儀表。通過這塊TFT儀表，可以輕松設(shè)置上述電控系統(tǒng)的參數(shù)，并沒有想象中的復(fù)雜，唯一的遺憾就是沒有中文菜單，不懂英文的朋友要熟悉一段時間才能操作熟練。
950 S還配備DQS雙向快速換擋系統(tǒng)，行駛中不用捏離合，就能實(shí)現(xiàn)快速的換擋動作，讓加速過程一氣呵成。官方還表示在新款950的車身上也預(yù)留了DQS的安裝位置，后期可自行改裝。
Multistrada 950 S還配備了無鑰匙啟動，讓騎士能更方便快捷的啟動車輛，
它們的座高也做了調(diào)整降低至820mm，而且還做了收窄設(shè)計，讓騎行更加安心。但身高不夠1.7米的騎士還是會有些不便，僅能腳尖觸地。
新款Multistrada 950 S/950在車身減重方面也下了一番功夫，在車身多處采用輕量化合金設(shè)計。讓車輛減重的同時，擁有更好的剛性以及更輕巧的操控感受。
在第二天長達(dá)180km的騎行中，沿途的雪山美景本就讓人心曠神怡，再加上Multistrada 950 S/950的強(qiáng)力助攻，讓來自心底的愉悅根本無法用語言加以形容。
跨上950 S首先感到它舒適的騎行三角，座高的降低并沒有帶來我擔(dān)心的局促感，寬大的車把和較為直立的騎行姿態(tài)以及軟硬適中的座墊，營造出舒適的騎行體驗(yàn)。
手指輕輕一按，啟動這臺937cc的發(fā)動機(jī)。帶來獨(dú)特聲浪的同時，它線性的動力感受，也不會讓你感到恐懼。一擋正常起步時沒有那種猛獸出籠的感覺，一點(diǎn)也不突兀。當(dāng)然了只要你敢給油門，它還是會嚇你一大跳的。
全新的動力曲線讓扭矩輸出有著很大范圍，避免了頻繁換擋的麻煩，只要不是嚴(yán)重拖擋，想加速就是手腕動動的事。
Multistrada 950 S/950的四種騎行模式（運(yùn)動、旅行、公路、越野）有著非常明顯的不同性格，它們在DTC、ABS、彎道ABS、動力輸出方面有著各自的設(shè)定，值得一提的是這些參數(shù)設(shè)定是可以根據(jù)騎士的要求自行設(shè)定的。
例如：如果感覺旅行模式中的DTC（牽引力控制）介入較早或較晚，你可以在DTC8個等級中，任意選擇一個最合適的介入時機(jī)，ABS、動力輸出同理。經(jīng)過這樣一番調(diào)節(jié)，每臺杜卡迪都有了自己獨(dú)特的性格。
在震動方面，Multistrada 950 S/950手把和腳部震感輕微，只是在四五千轉(zhuǎn)的時候，臀部會有些明顯的震感，但并沒有給騎行舒適性帶來過多困擾。
前面說到Multistrada 950 S/950的制動配置很是高端，在實(shí)際使用中也很好的驗(yàn)證了“一分錢一分貨”的硬道理。而且Brembo的直推上泵手感很好，捏動前剎時能明顯感到制動牛角的阻尼感。制動時隨著手指逐漸加力，Brembo制動系統(tǒng)能很好的線性釋放制動力，傳遞出清晰的制動反饋。在輔以彎道ABS的幫助，不僅讓我在彎前重剎更有信心，緊急情況下彎中制動也更安全了。
在這次長途騎行中，Multistrada 950 S配備的天棚懸掛系統(tǒng)表現(xiàn)優(yōu)異。在公路上能很好地吸收路面上細(xì)碎的顛簸，彎道中有著足夠的支撐性，給了我很強(qiáng)的穩(wěn)定感。 在非鋪裝路面時，它前后170mm的減震行程發(fā)揮出了優(yōu)勢，能很好的吸收顛簸帶來的震動，而且壓縮回彈的阻尼質(zhì)感也很好。
在感受DQS快速換擋系統(tǒng)的時候，我還鬧了個笑話。當(dāng)時，我在加速過程中不松油門快速升擋，但腳感生硬，擋位銜接的也比較突兀。詢問教官后才得知，原來DQS升降擋位也是有程序控制的，當(dāng)你升擋轉(zhuǎn)速不夠或者降擋時收油門不徹底，就會有這樣的感覺。
那么問題來了，DQS的價值到底在哪里呢？其實(shí)DQS在日常駕駛時作用不大，但如果你想激情一下，DQS的價值就體現(xiàn)出來了。經(jīng)過教官的指導(dǎo)后，我進(jìn)彎前大力制動，收油直接降擋，出彎時迅速升擋。這個過程看似只少了一個捏離合的動作，但帶給我的卻是一氣呵成的激情暢快。
它們在細(xì)節(jié)上也很用心，我想很多摩友都遇到過忘關(guān)轉(zhuǎn)向燈的尷尬吧，但這個尷尬在Multistrada 950 S/950是不存在的，自動復(fù)位轉(zhuǎn)向燈完美解決。
Multistrada 950 S/950雖然是一部擁有強(qiáng)悍動力的大排量車型，但其更為強(qiáng)大的電控設(shè)備，可以讓很多新手摩友輕松上手，輕松愜意的享受大排量車型帶來的駕馭樂趣。而對于那些有著豐富駕駛經(jīng)驗(yàn)的摩托老手來說，可以直接調(diào)整介入時機(jī)或者直接關(guān)閉電控系統(tǒng)，享受Multistrada 950 S/950最原始狂野的真實(shí)本性。
在發(fā)布會尾聲，杜卡迪官方還宣布了一件令人興奮的事情！明年將在國內(nèi)舉辦讓人嗨到爆的杜卡迪中國周，屆時將會有全球各地的車友匯集中國，一起享受這次盛大的摩托Party！
Multistrada950S/950參數(shù)
發(fā)動機(jī)：Testastretta11°雙缸發(fā)動機(jī)
排量：937cc
最大馬力：113hp/9000rpm
最大扭矩：9.8kgm（約合95N.m）/7750rpm
減震：前48mm全段可調(diào)倒立式減震；后全段可調(diào)減震；950S為天棚懸掛系統(tǒng)
減震行程：前170mm；后170mm
制動系統(tǒng)：前320mm雙浮動盤配Brembo M4.32對向四活塞輻射式卡鉗；后單盤配Brembo單向雙活塞卡鉗；前后聯(lián)合制動系統(tǒng)
電控設(shè)備：三段標(biāo)配ABS、彎道ABS、八段DTC牽引力控制系統(tǒng)、坡道輔助、四種騎行模式
彎道照明系統(tǒng)、DQS快速雙向換擋系統(tǒng)（950S）、定速巡航
儀表：5寸TFT全彩儀表（950S）;液晶儀表
輪胎規(guī)格：前120/70-ZR19；后170/60-ZR17
軸距：1594mm
座高：820mm
干重：201kg
油箱：20L