低成本玩转Linux开发板（基于NUC980双层板）原理图+PCB分享

由于公司项目需求，一直在找一款能跑Linux系统，外围接口丰富的，关键是必须要有CAN,UART,RMII等接口的芯片（无需LCD,HDMI，eDP）。对于一般的多媒体芯片来说，类似于瑞芯微，全志，海思，NXP等方案上，基本都是BGA封装的居多，CAN基本都是一路（本项目需要用到两路CAN）而且单芯片价格不便宜，再加上BGA封装对于PCB叠层的要求和SMT加工费用上的要求，最终选定了新唐的工业物联网系列的NUC980DK61YC，成本上的优势还是蛮大的，芯片相关的资源配置以及应用如下图所示：

相关配置及应用

对于NUC980DK61YC LQFP128的封装来说，对于PCB的优势是不言而喻的，双层板即可，既可以省下PCB板材费用，又可省下SMT的加工费用，对于小白来说，手工焊接也是可行的。因为是内置的64MB SRAM，故无需高频布线，外置一片SPI Flash即可跑系统。

选定了芯片，接下来就着手设计了。

第一：原理图设计

（1）电源设计

采用Type-c接口作为5V电源输入,如下图所示：

Type-c电源输入

NUC980DK61YC 系统电源分别需要1.8V、1.2V、3.3V。本开发板采用集成3路PMU的电源芯片EA3059C（也可以采用独立LDO来设计），具体电路如下所示：

EA3059C电路

（2）以太网电路设计

采用美国微芯LAN8720A-CP-TR，具体电路如下：

LAN8720A-CP-TR电路

（3）USB电路和串口打印电路

采用CH340E作为USB转UART芯片，主要优点是封装更小了，外围简单，无需外置晶振，缺点是单片价格比其他的系列高一点。电路图如下所示：

USB和串口打印电路

（4）SD卡电路

（5）QSPI/NAND Flash 电路

在实际的应用中，可二选一，如下图所示：

Flash电路

（6）剩余的GPIO全部引出，如下图所示：

GPIO电路

（7）顶层电路，如下图所示：

Top

第二：PCB布局走线

原理图设计完之后，就是添加封装，至于AD格式的封装，其实大可不必自己一个一个的画时间去画，画封装很费时间，在工程项目中，应该把主要的精力放在原理图和PCB上，当然，即使是使用第三方的（如嘉立创导出的AD格式的封装）也要检查和手册做参数对比，避免出错！

（1）开始预布局，需要先做模块化整理，把所属同一张图中的器件汇集在一起，以便后期布局使用，如下图所示：

模块化整理

（2）布局开始。布局中首先要遵循的原则是：先布接口（如结构有要求），即使结构没要求，个人的习惯也还是先放置接口，在放置相对应的接口电路的器件，在对应的模块电路中，应遵循先大后小的原则，也就是先放置芯片，再放置外围的电阻电容等小器件。整体需布局如下图所示：

预布局

在预布局的时候，可以适当的打开对应芯片的飞线，因为是双层板，所以在刚开始布局的时候就需要充分考虑整个板子的走线方向，尽量保证每一个模块的线都是顺的，尽量做到少打孔，使底层让出更多的，更加充分的面积留给GND。如下图所示：

预估模块线路走向

（3）模块化走线

在布局完成之后，就可以开始布线了，在布线的过程还是需要微调布局的。

电源走线如下：

顶层

底层，输入电容靠近对应管脚放置

类似于EA3059C 集成的开关电源芯片，布局时需先考虑几个主要的输出通道，如1.2V、1.8V、3.3V，如果两个输出通道的输出功率电感距离过近，很容易形成串扰，尽量的分开，如实在分不开，可形成90度角放置，如下图所示：

功率电感放置

其中，各通道输出的FB采样点，应该从输出电容后取，而不应该在电感处取，如下图所示：

FB取样点

电源芯片的输入电容应靠近芯片对应的管脚放置，如上底层图所示。

USB走线：

USB走线中，在有空间的情况，尽量做包地处理。如下图所示：

USB走线包地

以太网芯片晶振、主控芯片晶振走线处理：

晶振走线中使用类差分走线的方式进行，并做包地处理，如下图所示：

以太网芯片晶振部分

主控晶振部分

FLASH走线

Flash走线，主要遵循的原则就是：少打孔，尽量短。如下图所示：

Flash

其余部分的走线都是比较简单的，也没什么好说的了，总之，布线中，尽量做到整组线一起走，特别是在双层板中，线分散着走，很容易把空间分割掉，致使GND面积分散。尽量做到信号线表层走完，底层空间留给GND。

最终效果图（没铺铜）

Top

Bottom

3D效果图：（没调整丝印）

Top

Bottom

整个项目就到此完成，后期可以直接导出制版文件和生产文件。需要的朋友可在评论区留下邮箱（原理图为PDF格式，PCB为AD格式），本人统一发送！本人能力有限，希望各位大神轻喷，在此谢过[谢谢]

（注：此板子未打样测试验证，小白轻勿直接打样，后期打样回来再做相应的LINUX系统验证，敬请期待[奸笑]）

新唐NUC980在OLT设备中的应用

一、 背景概述

随着电信网络中越来越先进和成熟的技术，光纤到户（FTTH）已经引起了当今电信专业公司的更多关注。通常，FTTH宽带连接包括两种类型的系统：有源光网络（AON）和无源光网络（PON）。大多数FTTH部署都倾向于使用PON，因为它的低成本和高性能可以帮助节省一定数量的光纤成本。在PON技术应用中，光线路终端（OLT）设备是电信重要的局端设备，一般安装在机房或基站，用于连接光纤干线，作用相当于传统通信网中的交换机或路由器，是外网入口和内网出入口的一个设备。其最重要的执行功能是流量调度、缓冲区控制，以及提供面向用户的无源光网络接口和分配带宽。简单来说就是实现两个功能：对上游，完成PON网络的上行接入；对下游，将获取到的数据通过光配线网（ODN）发送分配到所有光网络单元（ONU）用户终端设备。

二、 应用案例

由于OLT设备需长时间不断电稳定工作，新唐NUC980以其双网口、300MHz主频、内置DDR和支持Linux系统等优势非常适合于工控行业应用，NUC980负责对PON芯片进行配置管理等。

其应用框图如下：

在该应用中，除了新唐NUC980主控外，我们还可以提供Winbond SPI Nor Flash/SPI Nand Flash、电源芯片、以太网接口芯片、以太网变压器、晶振/时钟芯片、ESD/TVS保护元件等器件。针对光模块，新唐有适用于通用光模块的M029G /M030G系列MCU和硬件调顶的M031G系列MCU。

三、 新唐NUC980主要特性

NUC980系列采用ARM926EJ-S核心，执行速度达300MHz，有丰富的周边接口，主要应用为工业自动化控制、工业物联网网关、智能家居网关、电表集中器、串口服务器、扫描枪/器等。

其主要特点如下：

还有以下突出的优点：

全系列使用LQFP包装，降低硬件生产门坎、容易除错、容易返工内置DRAM颗粒，避免颗粒价格涨跌，同时省去DRAM设计问题易过EMI测试节省BOM成本、加工成本4 KV HBM，6KV ESD10年供货保证

四、 供货渠道及品牌介绍

上海丰宝电子信息科技有限公司创办于1998年5月，本土知名的元器件代理商。总部位于上海，在北京、深圳、苏州、香港、台湾设有分公司，并在广州、东莞、厦门、南京、杭州、 武汉、沈阳等15个城市设有办事处。公司主营电子元器件世界品牌在中国大陆的代理销售，并致力于代理芯片产品的应用设计开发，整体解决方案在通讯、家电、工业控制得到广泛应用。公司的主要代理品牌有Bourns、Winbond、Omron、Knowles、U-blox 、Nuvoton、Digi和Torex等。

丰宝电子系上海市高新技术企业，2003至2014年连续十二年被《国际电子商情》评选为“读者最满意的十家大陆电子元器件分销商”。在2008至2011年三次获得“Omron优秀代理商销售奖”，2009至2012年三次获得“SGMC杰出成长奖”，2010年荣获“Bourns杰出业绩奖”，2011年荣获“NXP年度增长最快ID奖”，2012年荣获“NXP最佳FAE支持团队奖”，2013荣获 Torex合作伙伴奖。丰宝电子视诚信经营为企业至高荣誉，一直致力于上海市“诚信创建企业”工作认定，截止到2017年已荣升为五星级企业。

上海丰宝总部

NUVOTON

网址：https://www.nuvoton.com

国家：中国台湾

新唐公司成立于2008年，于2010年在台湾证券交易所正式上市挂牌。新唐科技专注于开发微控制/微处理、智能家居及云端安全相关应用之IC、电池监控IC、影像感测IC、IoT应用IC、半导体组件等产品，相关产品在工业、车用、通讯、消费电子及计算机市场皆具领先地位；此外，新唐科技拥有的6吋晶圆制造厂，具备多样性制程技术能力，提供专业化晶圆代工服务。2020年完成并购日本松下半导体。新唐公司以灵活之技术、先进之设计能力及数字模拟整合技术能力提供客户高性价比之产品，并重视与客户及合作伙伴的长期关系，致力于产品、制程及服务的不断创新。新唐科技在美国、中国大陆、以色列、印度、新加坡、韩国及日本等地均设有据点，以强化地区性客户支持服务与全球运筹管理。

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