专利名称：电路系统模块化设计方法
技术领域：
本发明涉及一种简化复杂电路的系统设计方法，尤其是将原本复杂的多层PCB电 路设计成独立的功能单元模块，将其安装在相对简单的双面板或单面板上，通过少数接口 与模块外部电路进行连接，实现一种简化复杂电路的设计方法，具体地说是一种电路系统 模块化设计方法。
背景技术：
目前，随着电子产品功能日益强大，电路日趋复杂，越来越多的元件集成在IC芯 片内部，IC芯片的面积愈少引脚数量愈多，IC芯片出现了新型封装形式，IC芯片引脚间距 不断缩小，IC芯片引脚排列方式出现多样化。越来越多的芯片需要多层电路板进行布线和 排版。在数字电路的应用领域中，目前大部分主流芯片均采用BGA(Bdll Grid Array即 焊球阵列封装)封装形式，它是在封装体基板的底部制作阵列焊球作为电路的I/O端与印 刷线路进行互接。由于BGA封装在设计上的特殊性，因此PCB板必须设计成4层板，6层板， 甚至更高，因此不仅在初次开发时需要的工作很多，更重要的是在后期对电路板进行局部 调整和优化的时候，必须将整个PCB板重新进行排版和设计，延长了产品开发的时间，增加 了研发成本。另外，现代通信、数字信号处理、计算机和微电子等各种高新技术的迅猛发展，芯 片与芯片的传输速度已达到百兆赫兹，并且传输的均为高低电平组合的数字信号，极易产 生干扰，造成误码现象发生。而且，这种数字信号对其他电路也会产生电磁干扰，影响整机 性能。所以，提高电磁干扰性能EMI (Electromagnetic Interference简称EMI)是排版布 线中的重点和难点。在对一个已经成熟的产品进行二次开发时，由于对部分高速芯片的位 置和走线方式做过改动，往往会产生新的EMC问题，影响二次开发的质量。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提出一种将复杂电路模块化的电路系统模块化设 计方法。本发明的技术方案是—种电路系统模块化设计方法，它包括以下步骤首先，对电路进行系统分析，按 照功能划分成若干个子系统，各子系统均含有至少一个核心芯片和/或外围电路；然后，选 择确定与其它产品具有通用功能的子系统，将该子系统设计在一块面积较小的电路板上构 成单元模块；然后，将各单元模块之间、单元模块与外部电路之间的接口进行联接，构建成 整机电路系统。本发明的单元模块可以采用单面PCB或多层PCB，视该模块的电路复杂程度而定。本发明的各单元模块之间、单元模块与外部电路之间的联接为引脚联接或电气联接。
本发明的子系统包含实现相关功能的核心芯片和/或外围电路。本发明的单元模块可进行模块移植，用于其它产品。本发明的有益效果 本发明的电路系统采用模块化设计方法，单元模块具有通用性和可移植性，可以 直接被应用在具有相同功能的其它产品中，降低了电子产品复杂电路的设计费用，有效的 缩短同类产品开发周期。
图1是本发明的实施例CMMB便携式媒体播放器的原理框图。图2是本发明的实施例的接收解调电路原理框图。图3是移动手机电视方案框图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。一种电路系统模块化设计方法，它包括以下步骤首先，对电路进行系统分析，按 照功能划分成若干个子系统，各子系统均含有至少一个核心芯片和/或外围电路；然后，选 择确定与其它产品具有通用功能的子系统，将该子系统设计在一块面积较小的电路板上构 成单元模块；然后，将各单元模块之间、单元模块与外部电路之间的接口进行联接，构建成 整机电路系统，单元模块可进行模块移植，用于其它产品。实施时，具体包括以下步骤1、明确本产品(项目)的系统方案——系统分析；2、按照功能划分子系统——系统设计；3、确定与其它产品具有通用功能的子系统(单元模块)——模块选择；4、根据模块的电气性能和通用原则优化模块电气接口——接口定义；5、绘制模块电路——模块电路设计；6、模块PCB排版——模块印制板设计；7、模块与外围电路通电——系统(软、硬件)联调；8、在其他产品中应用该模块——模块移植。实施例一我们将该方法运用在CMMB移动电视PMP (便携式多媒体播放器)的产品设计开发中。CMMB手持移动电视是一种小巧便携的视音频娱乐终端，它可以接收由电视台发出 的无线CMMB数字电视信号，便于用户随时随地地观看电视节目。该类产品由核心电路—— CMMB信号接收解调电路，完成CMMB数字电视信号接收功能。由于CMMB信号为高速的数字 信号，在传输时极易受到外部电路和其他元器件的干扰，也容易对外部电路和元器件产生 电磁干扰。另外，由于目前普遍使用的CMMB信号解码芯片均为BGA封装。这些情况使得在 对便携式音视频同类产品进行二次开发时，对于CMMB信号接收和解调这部分电路的修改 和调试会产生相当大的困难。同时，考虑到模块通用性和可移植性，在开发CMMB手持移动 电视时，我们采用本发明方法进行了设计。
首先，对该产品进行了系统分析，确定了产品设计的方案，如图1所示，并对产品 进行了模块划分。对比CMMB移动手机电视的设计方案后，如图3所示，我们发现两种产品 中CMMB信号接收解调电路这一部分电路具有通用性。于是我们就针对该电路使用了模块 化的设计方法，选择这部分电路作为单元模块。接下来我们确定了该单元模块与外围电路的接口，如图2所示，信号接收解调模 块框图。该单元分为信号调谐和解调电路两部分，包括射频信号输入、模块电源、信号通讯 接口等。其中 UHF_IN 为 CMMB 信号输入脚；SPI_M0SI、SPI_MIS0、SPI_CLK、SPI_CS 4 个引 脚为SPI总线，将解调器(TP3001B)解调后的数字电视信号传输给后端微处理解码器(图 1中的RK2706) ；I2C_CL0CK、I2C_DATA为I2C总线，负责传递控制信号；POWER脚为电源输 入脚；POWER GND、SINGLE GND分别为模块电路的电源地和信号地，保证了模块与整块电路 板接地良好。根据模块的框图，我们设计了接收机信号接收解调部分的电气原理图，将信号调 谐和解调电路使用4层PCB板设计成独立的单元模块，模块化设计方法可以简化了芯片的 外围电路设计的复杂程度。模块化设计将原本十分复杂的电路简单化，在图3中，通过将两个核心芯片及其 外围电路设计成单独模块(4层PCB电路)，该模块只需通过10只引脚就可与外部电路连 接。实际应用中，将该单元模块安装在整机电路上，就可完成与整机系统的连接。该设计完 善的模块单元可直接移植到手机、GPS、MP4等移动多媒体终端中，通过相关软、硬件的支持， 实现了接收CMMB移动数字广播电视信号功能。采用这种方法大大缩短了产品二次开发的周期，避免重复设计，减少设计费用，降 低了产品开发风险和设计人员的工作量，提高了开发效率。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
一种电路系统模块化设计方法，其特征是它包括以下步骤首先，对电路进行系统分析，按照功能划分成若干个子系统，各子系统均含有至少一个核心芯片和/或外围电路；然后，选择确定与其它产品具有通用功能的子系统，将该子系统设计在一块面积较小的电路板上构成单元模块；然后，将各单元模块之间、单元模块与外部电路之间的接口进行联接，构建成整机电路系统。
2.根据权利要求1所述的电路系统模块化设计方法，其特征是所述的单元模块可以采 用单面PCB或多层PCB，视该模块的电路复杂程度而定。
3.根据权利要求1所述的电路系统模块化设计方法，其特征是所述的各单元模块之 间、单元模块与外部电路之间的联接为引脚联接或电气联接。
4.根据权利要求1所述的电路系统模块化设计方法，其特征是所述的子系统包含实现 相关功能的核心芯片和/或外围电路。
5.根据权利要求1所述的电路系统模块化设计方法，其特征是所述的单元模块可进行 模块移植，用于其它 产品。
全文摘要
本发明的电路系统模块化设计方法，将原本复杂的多层PCB电路设计成独立的功能单元模块，将其安装在相对简单的双面板或单面板上，通过少数接口与模块外部电路进行连接，实现一种简化复杂电路的设计方法，本发明的电路系统采用模块化设计方法，单元模块具有通用性和可移植性，可以直接被应用在具有相同功能的其它产品中，降低了电子产品复杂电路的设计费用，有效的缩短同类产品开发周期。
文档编号G06F17/50GK101840454SQ20101015721
公开日2010年9月22日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者刘明, 路小军 申请人:南京熊猫数字化技术开发有限公司;南京熊猫电子股份有限公司;熊猫电子集团有限公司