基于S3C2440嵌入式系统主板的电磁兼容性设计

2．5 基于EMIStream仿真的高速主板EMI设计

2．5．1 主板仿真环境介绍

EMIStream是日本NEC公司基于多年EMI设计经验开发的应用软件，在日本已经推广使用了多年，它有效地减少了电子产品的EMI／EMC问题，大大缩短了产品开发周期。在仿真分析过程中，还将用到Mentor Graphics公司的Hyperlynx仿真软件，对信号网络进行阻抗端接处理。

2．5．2 主板叠层采用10层板初步减小EMI

主板叠层结构为T-G-S-P-S-G-P-S-G-B，"T"为顶层，"G"为地平面层，"P"为电源平面层，"S"为信号层，"B"为底层。高速信号走线时层的变化，及那些不同的层用于一个独立的走线，确保返回电流从一个参考平面流到需要的新参考平面。这样是为了减小信号环路面积，减小环路的差模电流辐射和共模电流辐射。环路辐射与电流强度、环路面积成正比。实际上，最好的设计并不要求返回电流改变参考平面，而是简单地从参考平面的一侧改变到另一侧。

2．5．3 传输线驱动端串联端接阻抗进一步减小EMI

利用EMIStream对主板进行EMI仿真分析，通过Estimation of radiated electromagnetic field功能评估整板EMI辐射，仿真结果如图2所示。NetLDATA6是CPU与SDRAM，NADNFLASH的数据通信网络，数据传输频率高达133 MHz，图2所示仿真结果中的DM指差模干扰，CM指共模干扰，NetLDATA6网络的差模辐射ED=55．4 dB>40 dB，共模辐射Ec=54．7 dB>40 dB，均超过GB9254规定的B级产品辐射限值，GB9254电磁兼容标准即《信息技术设备的无线电干扰极限值和测量方法》。

这里，首先运用Mentor Graphics公司的Hyperlynx仿真软件对NetLDATA 6网络进行terminator wizard提示需端接22 Ω阻抗，端接处理后，重新导入EMIStream进行EMI仿真，仿真结果如图3所示。NetLDATA 6_T网络就是源端端接阻抗后的NetLDATA 6网络。可以看到，共模辐射和差模辐射都抑制到了GB9254规定的B级产品辐射限值以内。至于图中还存在的Maximum radiation辐射，只要再减小端接阻抗与驱动端距离，即可消除，最终的仿真结果如图4所示。

该嵌入式高速主板硬件上还采用了滤波、屏蔽技术，软件上采用了看门狗、软件拦截等抗干扰技术，最终整机通过EMC认证机构认证，信息技术设备在10 m测量距离处的辐射骚扰平均值为33．2 dB，符合GB9254标准。

3 结语

随着电子系统和设备数量的逐渐增多和性能的不断提高，电子干扰将越来越严重，如何减小设备之间的相互电磁干扰(EMI)使成了迫切要解决的问题。本文以嵌入式高速主板为平台，结合EMIStrearn，Hype-rl-ynx仿真软件，对整个主板进行板极EMI仿真，通过分析电磁干扰的产生机理找到抑制措施，结合仿真有效地抑制了差模共模辐射于GB9254规定的B级产品辐射限值以内。同时由于电子技术，应用广泛，而且各种干扰设备的辐射很复杂，要完全消除电磁干扰是不可能的。但是，可以采取硬件上滤波、接地、屏蔽等措施并结合软件抗干扰技术来减小电磁干扰，使电磁干扰控制到一定范围内，从而保证系统或设备的兼容性。