为什么BGA封装的DSP芯片老是容易坏呢求助各位高手。

为什么BGA封装的DSP芯片老是容易坏呢求助各位高手。,第1张

正常情况下的焊接是不会使芯片坏掉的,主要还是几个方面的原因: 1、焊接过正中造成的断路、短路,这些最后都表现为芯片不能正常工作。焊BGA是很有难度的,尤其是温度的控制。 2、在芯片运输、使用过程中人或其他附属电路对它的伤害,比如:静电、短路后的大电流等。

3、本身芯片质量,现在的仿品太多,自然质量就有很大差别。所以,整体来说,芯片本身是不容易坏的,原装货坏品率千分之三。芯片真的坏了,两个原因,第一,自己运气不好。第二使用不当。 顺便 答你的补充问题,温度会影响芯片的质量的,尤其是在能使焊锡都能出现微溶的环境下。

德州仪器公司众所周知,美国德州仪器(Texas Instruments,TI)是世界上最知名的DSP芯片生产厂商,其产品应用也最广泛,TI公司生产的丁MS320系列 DSP芯片广泛应用于各个领域。TI公司在1982年成功推出了其第一代DSP芯片TMS32010,这是DSP应用历史上的一个里程碑,从此,DSP芯片开始得到真正的广泛应用。由于TMS320系列DSP芯片具有价格低廉、简单易用功能强大等特点,所以逐渐成为目前最有影响、最为成功的DSP系列处理器。目前,TI公司在市场上主要有三大系列产品:(1)面向数字控制、运动控制的TMS320C2000系列,主要包括 TMS320C24x/F24x、TMS320LC240x/LF240x、TMS320C24xA/LF240xA、TMS320C28xx等。(2)面向低功耗、手持设备、无线终端应用的TMS320C5000系列,主要包括TMS320C54x, TMS320C54xx,TMS320C55x等。(3)面向高性能、多功能、复杂应用领域的TMS320C6000系列,主要包括TMS320C62xx、TMS320C64xx、TMS320C67xx等。 美国模拟器件公司ADI公司在DSP芯片市场上也占有一定的份额,相继推出了一系列具有自己特点的DSP芯片,其定点DSP芯片有ADSP2101/2103/2105、ADSP2111/2115、ADSP2126/2162/2164、ADSP2127/2181、ADSP-BF532以及Blackfin系列,浮点DSP芯片有ADSP21000/21020、ADSP21060/21062,以及虎鲨TS101、TS201S。 Motorola公司Motorola公司推出的DSP芯片比较晚。1986年该公司推出了定点DSP处理器MC56001;1990年,又推出了与IEEE浮点格式兼容的的浮点DSP芯片MC96002。还有DSP53611、16位DSP56800、24位的DSP563XX和MSC8101等产品。 杰尔公司杰尔公司的SC-1000和SC2000两大系列的嵌入式DSP内核,主要面向电信基础设施、移动通信、多媒体服务器及其它新兴应用。DSP芯片的选型参数根据应用场合和设计目标的不同,选择DSP芯片的侧重点也各不相同,其主要参数包括以下几个方面: (1)运算速度:首先我们要确定数字信号处理的算法,算法确定以后其运算量和完成时间也就大体确定了,根据运算量.及其时间要求就可以估算DSP芯片运算速度的下限。在选择DSP芯片时,各个芯片运算速度的衡量标准主要有:•MIPS (Millions of InstructionsPer Second),百万条指令/秒,一般DSP为20-100M IPS,使用超长指令字的TMS320B2XX为2400M IPS 。必须指出的是这是定点DSP芯片运算速度的衡量指标,应注意的是,厂家提供的该指标一般是指峰值指标,因此,系统设计时应留有一定的裕量。•MOPS(Millions of OperationsPer Second),每秒执行百万 *** 作。这个指标的问题是什么是一次 *** 作,通常 *** 作包括CPU *** 作外,还包括地址计算、DMA访问数据传输、I/0 *** 作等。一般说MOPS越高意味着乘积一累加和运算速度越快。MOPS可以对DSP芯片的性能进行综合描述。•MFLOPS(Million Floating PointOperations Per Second),百万次浮点 *** 作/秒,这是衡量浮点DSP芯片的重.要指标。例如TMS320C31在主频为40MHz时,处理能力为40MFLOPS,TMS320C6701在指令周期为6ns时,单精度运算可达1GFLOPS 浮点 *** 作包括浮点乘法、加法、减法、存储等 *** 作。应注意的是,厂家提供的该指标一般是指峰值指标,因此,系统设计时应注意留有一定的裕量。•MBPS(Million Bit Per Second),它是对总线和I/0口数据吞吐率的度量,也就是某个总线或I/0的带宽。例如对TMS320C6XXX, 200MHz时钟、32bit总线时,总线数据吞吐率则为800Mbyte/s或6400MBPS。•ACS(Multiply-AccumulatesPer Second),例如TMS320C6XXX乘加速度达300MMACS-600MMACS。•指令周期,即执行一条指令所需的时间,通常以ns(纳秒)为单位,如TMS320LC549-80在主频为80MHz是的指令周期为125ns•MAC时间,执行一次乘法和加法运算所花费的时间:大多数DSP芯片可以在一个指令周期内完成一次MAC运算。•FFT/FIR执行时间,运行一个N点FFT或N 点FIR程序的运算时间。由于FFT运算/FIR运算是数字信号处理的一个典型算法,因此,该指标可以作为衡量芯片性能的综合指标。表1是基于上述某些参数对一些DSP芯片所作的比较。(2)运算精度:一般情况下,浮点DSP芯片的运算精度要高于定点DSP芯片的运算精度,但是功耗和价格也随之上升。一般定点DSP芯片的字长为16位、24位或者32位,浮点芯片的字长为32位。累加器一般都为32位或40位。定点DSP的特点是主频高、速度快、成本低、功耗小,主要用于计算复杂度不高的控制、通信、语音/图像、消费电子产品等领域。通常可以用定点器件解决的问题,尽量用定点器件,因为它经济、速度快、成本低,功耗小。但是在编程时要关注信号的动态范围,在代码中增加限制信号动态范围的定标运算,虽然我们可以通过改进算法来提高运算精度,但是这样做会相应增加程序的复杂度和运算量。浮点DSP的速度一般比定点DSP处理速度低,其成本和功耗都比定点DSP高,但是由于其采用了浮点数据格式,因而处理精度,动态范围都远高于定点DSP,适合于运算复杂度高,精度要求高的应用场合;即使是一般的应用,在对浮点DSP进行编程时,不必考虑数据溢出和精度不够的问题,因而编程要比定点DSP方便、容易。因此说,运算精度要求是一个折衷的问题,需要根据经验等来确定一个最佳的结合点。(3)字长的选择:一般浮点DSP芯片都用32位的数据字,大多数定点DSP芯片是16位数据字。而Motorola公司定点芯片用24位数据字,以便在定点和浮点精度之间取得折衷。字长大小是影响成本的重要因素,它影响芯片的大小、引脚数以及存储器的大小,设计时在满足性能指标的条件下,尽可能选用最小的数据字。(4)存储器等片内硬件资源安排:包括存储器的大小,片内存储器的数量,总线寻址空间等。片内存储器的大小决定了芯片运行速度和成本,例如TI公司同一系列的DSP芯片,不同种类芯片存储器的配置等硬件资源各不相同。通过对算法程序和应用目标的仔细分析可以大体判定对DSP芯片片内资源的要求。几个重要的考虑因素是片内RAM和ROM的数量、可否外扩存储器、总线接口/中断/串行口等是否够用、是否具有A/D转换等。(5)开发调试工具:完善、方便的的开发工具和相关支持软件是开发大型、复杂DSP系统的必备条件,对缩短产品的开发周期有很重要的作用。开发工具包括软件和硬件两部分。软件开发工具主要包括:C编译器、汇编器、链接器、程序库、软件仿真器等,在确定DSP算法后,编写的程序代码通过软件仿真器进行仿真运行,来确定必要的性能指标。硬件开发工具包括在线硬件仿真器和系统开发板。在线硬件仿真器通常是JTAG周边扫描接口板,可以对设计的硬件进行在线调试;在硬件系统完成之前,不同功能的开发板上实时运行设计的DSP软件,可以提高开发效率。甚至在有的数量小的产品中,直接将开发板当作最终产品。(6)功耗与电源管理:一般来说个人数字产品、便携设备和户外设备等对功耗有特殊要求,因此这也是一个该考虑的问题。它通常包括供电电压的选择和电源的管理功能。供电电压一般取得比较低,实施芯片的低电压供电,通常有33V,25V,I8V, 09V等,在同样的时钟频率下,它们的功耗将远远低于5V供电电压的芯片。加强了对电源的管理后,通常用休眠、等待模式等方式节省功率消耗。例如TI公司提供了详细的、功能随指令类型和处理器配置而改变的应用说明。(7)价格及厂家的售后服务因素:价格包括DSP芯片的价格和开发.工具的价格。如果采用昂贵的DSP芯片,即使性能再高,其应用范围也肯定受到一定的限制。但低价位的芯片必然是功能较少、片内存储器少、性能上差一些的,这就带给编程一定的困难。因此,要根据实际系统的应用情况,确定一个价格适中的DSP芯片。还要充分考虑厂家提供的的售后服务等因素,良好的售后技术支持也是开发过程中重要资源(8)其他因素:包括DSP芯片的封装形式、环境要求、供货周期、生命周期等。DSP应用选型型举例面向数字控制、运动控制的DSP系统开发的DSP芯片选型面向数字控制、运动控制主.要有磁盘驱动控制、引擎控制、激光打印机控制、喷绘机控制、马达控制、电力系统控制、机器人控制、高精度伺服系统控制、数控机床等。当然这些主要是针对数字运动控制系统设计的应用,在这些系统的控制中,不仅要求有专门用于数字控制系统的外设电路,而且要求芯片具有数字信号处理器的一般特征。例如在控制直流无刷电动机的DSP控制系统中,直流无刷电机运行过程要进行两种控制,一种是转速控制,也即控制提供给定子线圈的电流;另一种是换相控制,在转子到达指定位置改变定子导通相,实现定子磁场改变,这种控制实际上实现了物理电刷的机制。因此这种电机需要有位置反馈机制,比如霍尔元件、光电码盘,或者利用梯形反电动势特点进行反电动势过零检测等。电机速度控制也是根据位置反馈信号,计算出转子速度,再利用PI或PID等控制方法,实时调整PWM占空比等来实现定子电流调节。因此,控制芯片要进行较多的计算过程。当然也有专门的直流无刷电机控制芯片;但一般来说,在大多数应用中,除了电机控制,总还需要做一些其他的控制和通信等事情,所以,选用带尸WIVI ,同时又有较强数学运算功能的芯片也是一种很好的选择。Motorola的数字信号处理器DSP568xx系列整合了通用数字信号处理器快速运算功能和单片机外围丰富的特点,使得该系列特别适合于那些要求有较强的数据处理能力,同时又要有较多控制功能的应用中,对直流无刷电机的控制就是这一系列DSP的典型应用之一。除此之外,数字运动控领域还有TI公司的丁M S320C24x系列,TMS320Lx240xx系列,特别是TMS320LF2407A在控制方面得到了非常广泛的应用,TMS320LF2407A作为一款专门面向数字控制系统进行优化的通用可编程微处理器,不仅具有低功耗和代码保密的特点,而且它集成了极强的数字信号处理能力,又集成了数字控制系统所必需的输入、输出、A/D转换、事件捕捉等外设,其时钟频率为40MHz,指令周期小于50ns,采用改进的哈佛结构和流水线技术,在一个指令周期内可以执行几条指令。从运行速度,精度角度来讲上述两款芯片相差无几,但是TMS320LF2407A的调试开发环境CCCS)更加成熟,可参考的资料也更丰富,这样无疑会减少开发周期。面向低功耗、手持设备、无线终 端应用的DSP芯片选型C54X, C54XX, C55X相比其它一系列的主要特点是低功耗,所以最适合个人与便携式上网以及无线通信应用,如手机、PDA、GPS等应用。处理速度在80---400M IPS之间。C54XX和C55XX一般只具有McBSP同步串口、HPI并行接口、定时器、DMA等外设。值得注意的是C55XX提供了EMIF外部存储器扩展接口,可以直接使用SDRAM,而C54XX则不能直接使用。

这是以前看到的保存一段文字,希望对你有所帮助、、

其实我觉得一个系统的完成,系统的规划是最重要的,在规划时对硬件设计的知识和认识是决定性的,它可以让你知道什么是可行的,什么是不可行的,当你同时具有软件设计能力时,就可以合理的分配系统功能,完成使用VHDL进行系统行为描述-—系统功能划分—— 系统子结构设计这样的自顶向下的设计规划流程,成为系统设计专家、项目经理,否则只是硬件工程师、软件工程师。无论作51、196、还是DSP都是这样。

下面分别谈谈我对硬件和软件设计的感受

硬件设计是系统设计的关键,国内和国外产品的差距往往是硬件设计水平高低决定的,任何软件设计思想没有可靠的物理载体都是空中楼阁,纸上谈兵。学校的研究生很多都想避开硬件设计,对于一个全新的设计与其说不屑不如说不敢。试想一下烧几个片子的压力要比跑飞几段程序的压力大的多,尤其是功率器件,一旦烧掉,弄不好火光冲天,人的自信都没了。况且改一次板周期长,经费高,还不知行不行。其实在国外实力一般的公司也是尽量避免硬件的更新设计,产品一旦定型往往通过软件升级,这是公司的发展策略,对个人而言物以希为贵,培养一个硬件设计师往往要比软件设计师时间长花费多。

在设计dsp硬件时,开始设计最小系统板,系统按功能分板设计调试,注意分板电路的稳定性可能不如整板电路,要多加入抗干扰环节,分板间的引线包括电源线地线要短,尽量在10公分以内,实在不行加入光耦隔离、采用隔离电源。切记电源线、地线的干扰远比信号干扰对系统的危害大得多,又常常被人忽视。电路板工作正常的先决条件就是电源正常!当分板电路正常后再更居情况设计整板电路。在调试时发现的问题一定要找到原因解决,即使是飞线,割线,不要寄希望于下一板改了再看,除非原理性错误。每一个功能环节多准备几套方案。

DSP的选型要根据系统功能而定,2000是一个功能比较全的控制器,但运算性能相对低,但目前大部分控制类、家电类包括中低层次的工业总线通信产品足够了,281X不错但太贵,而且开发技术不成熟。54XX更像一个协处理器,其实高端产品5471就很好,功能完,但BGA封装对产品的开发有一定难度。如果没有从事过嵌入式系统开发的朋友其实可以从51看起,许多思想是共通的,51很经典没有哪一款微处理器像51那样使用持久和普遍。在硬件设计时更多的精力放在外围电路设计上,外围电路设计的灵活性要比DSP本身高得多,难度大得多。建议多考虑CPLD。

软件设计上,着眼点不要仅局限于某种算法和控制策略,而是软件系统框架的制定,即 *** 作系统的选择和实现,算法和控制策略只是其中技巧性很强的子程序和子程序间参数相互关系,建议设计软件时能具有 *** 作系统、数据结构和编译原理方面的知识,特别是使用C。对DSP的内部硬件结构一定要掌握,特别是中断结构和流程、流水线 *** 作,不然飞都不知道怎么飞的。在语言选择上我当时是这么给自己规定的先编20个左右的汇编程序,每个代码量超过4K,使用语句范围覆盖全部语句的60%-70%,在此基础上使用C。

现在发现用C构建程序的主体框架( *** 作系统)比较快而其不容易出错,(我现在正在用ASM根据UCOSII的思想重写自己的 *** 作系统)但对系统实时性影响比较大的运算算法一般采用MATLAB——C——ASM的办法仿真调试优化,这里的优化不单单是利用优化器优化,而是根据数据的特点改变运算方法,以除法为例C里的/号其实掩盖了许多技巧,当除数为常数时就可以放大倒数移位相乘移位的办法进行,精度高速度快。这些办法只有掌握了ASM语言并用ASM语言思考才会熟练应用。另外我想告诉一些作算法特别是控制算法的朋友,千万不要随意评判一个算法的优劣,在程序中程序和代码优化的程度往往影响了控制效果好坏,而不是算法本身的思想。

其实在实际中往往PID甚至PI、PD就够了,神经元、模糊、小波适用于研究和写论文,模糊在实际中用的多一点,主要是小日本用的比较成熟,我再恨日本人,这点也服气,小日本就是滑,许多物理现象搞不透,就用这法,还管用,题外话。

最后我想说的是,当我们面对市场要求时,产品往往考虑的是可靠性、性能、价格而不是你用的什么芯片,在满足性能的基础上结构越简单就越可靠,芯片越通用价格就越低,能用51就不用196,能用2407就不用2812,除非把芯片本身作买点利用高成本赢取高利润。无论2000还是5000、6000系列都有市场前景,关键是要做深做透

获取知识的方法、处理项目的能力是相通的,具体的说就是不要把目光盯在做硬件还是做软件上,用ASM还是C,要勤动手打好基础,提高自己对系统总体设计的能力,从系统的眼光看问题。

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