嵌入式系統(tǒng)中，STM32MP1核心板憑借高性能與靈活性，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)終端等場(chǎng)景。這些場(chǎng)景往往存在復(fù)雜的電磁環(huán)境，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、高頻信號(hào)傳輸?shù)榷紩?huì)產(chǎn)生電磁干擾。核心板若無(wú)法應(yīng)對(duì)此類(lèi)干擾，不僅自身功能會(huì)受影響，還可能干擾周邊設(shè)備，引發(fā)系統(tǒng)故障。因此，做好STM32MP1核心板EMC設(shè)計(jì)，成為保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
一、電磁兼容（EMC）的介紹
電磁兼容，即電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期電磁環(huán)境中，能按設(shè)計(jì)要求正常工作的能力。它涵蓋電磁干擾（EMI）與電磁抗擾度（EMS）。EMI指設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁能量，若超出標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)干擾其他設(shè)備；EMS則是設(shè)備承受外界電磁干擾，維持正常工作的能力。對(duì)STM32MP1核心板而言，良好的EMC性能可保障其在復(fù)雜電磁環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，避免自身干擾周邊設(shè)備。
二、STM32MP1核心板EMC設(shè)計(jì)的重要意義
在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期，將EMC設(shè)計(jì)融入STM32MP1核心板設(shè)計(jì)，能降低后期因電磁問(wèn)題導(dǎo)致的整改成本，避免反復(fù)設(shè)計(jì)迭代。同時(shí)，可加快產(chǎn)品上市進(jìn)程，因充分考慮EMC的核心板，在性能和可靠性上更有保障，減少因電磁干擾引發(fā)的故障，進(jìn)而提升產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，降低法律風(fēng)險(xiǎn)，樹(shù)立良好品牌形象。
三、STM32MP1核心板EMC設(shè)計(jì)方法
1.合理布局
時(shí)鐘源位置：時(shí)鐘信號(hào)是數(shù)字電路的關(guān)鍵，頻率高、諧波豐富，易產(chǎn)生輻射干擾。因此，時(shí)鐘源應(yīng)盡量靠近STM32MP1芯片，縮短布線(xiàn)長(zhǎng)度，減少信號(hào)傳輸損耗與輻射。
電源模塊布局：電源模塊易產(chǎn)生噪聲，需與敏感電路隔離。如將電源芯片、濾波電容等集中放置，并通過(guò)合理的電源分割，減少電源噪聲對(duì)其他電路的影響。
信號(hào)分類(lèi)布局：將高速信號(hào)、低速信號(hào)、模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)分開(kāi)布局，避免不同類(lèi)型信號(hào)相互干擾。例如，將SPI、USB等高速信號(hào)線(xiàn)路遠(yuǎn)離模擬信號(hào)線(xiàn)路。
2.優(yōu)化布線(xiàn)
控制布線(xiàn)長(zhǎng)度：盡量縮短信號(hào)線(xiàn)長(zhǎng)度，特別是時(shí)鐘線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)等關(guān)鍵信號(hào)線(xiàn)。過(guò)長(zhǎng)的布線(xiàn)會(huì)增加信號(hào)傳輸延遲和輻射面積，導(dǎo)致EMI問(wèn)題。
采用合適的線(xiàn)寬和間距：根據(jù)信號(hào)電流大小和抗干擾要求，選擇合適的線(xiàn)寬。同時(shí)，保持足夠的線(xiàn)間距，防止信號(hào)之間串?dāng)_。一般來(lái)說(shuō)，電源線(xiàn)線(xiàn)寬可適當(dāng)加寬，信號(hào)線(xiàn)間距應(yīng)不小于線(xiàn)寬。
避免銳角和直角布線(xiàn)：布線(xiàn)時(shí)應(yīng)采用45°角或圓弧形連接，避免出現(xiàn)銳角和直角。銳角和直角會(huì)產(chǎn)生信號(hào)反射，增加EMI。
3.濾波與去耦設(shè)計(jì)
電源濾波：在電源輸入端和芯片電源引腳處，接入合適的濾波電容，如陶瓷電容、電解電容等。陶瓷電容用于濾除高頻噪聲，電解電容用于濾除低頻噪聲，兩者配合可有效降低電源噪聲。
信號(hào)濾波：對(duì)于易受干擾的信號(hào)，如模擬輸入信號(hào)，可在信號(hào)線(xiàn)上串聯(lián)電感、電阻，并并聯(lián)電容，組成濾波電路，減少外界干擾對(duì)信號(hào)的影響。
去耦電容的使用：在每個(gè)芯片的電源引腳和地引腳之間，放置去耦電容。去耦電容能為芯片提供瞬間的電流需求，減少芯片工作時(shí)對(duì)電源的干擾。
四、STM32MP1核心板EMC測(cè)試與驗(yàn)證
完成核心板設(shè)計(jì)后，需進(jìn)行EMC測(cè)試，常見(jiàn)測(cè)試項(xiàng)目有輻射發(fā)射測(cè)試、傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試、靜電放電抗擾度測(cè)試、電快速瞬變脈沖群抗擾度測(cè)試等。通過(guò)測(cè)試設(shè)備，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境下，檢測(cè)核心板是否滿(mǎn)足相關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)要求。若測(cè)試不通過(guò)，需根據(jù)測(cè)試結(jié)果，分析問(wèn)題所在，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行針對(duì)性?xún)?yōu)化，如調(diào)整布線(xiàn)、增加濾波措施等，直至通過(guò)測(cè)試。
STM32MP1核心板EMC設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作，從概念理解到具體設(shè)計(jì)方法，再到測(cè)試驗(yàn)證，每個(gè)環(huán)節(jié)都需嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待。合理布局、優(yōu)化布線(xiàn)、做好濾波與去耦設(shè)計(jì)，結(jié)合科學(xué)的測(cè)試驗(yàn)證，能夠確保核心板在復(fù)雜電磁環(huán)境中穩(wěn)定可靠運(yùn)行，為各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景提供堅(jiān)實(shí)的硬件支撐。