這就是 BeagleBone Black 的設計師所做的。他們必須將成本保持在極低的水平，而仿真揭示了他們在生產(chǎn)功能板的同時切入的角落。

每個工程師都必須設計滿足預算限制和質(zhì)量要求的電路和系統(tǒng)。對于消費者和制造商/愛好者的產(chǎn)品設計，每一分錢都很重要。當一塊電路板將由數(shù)百萬生產(chǎn)時，一個額外的部件——甚至是一個電阻器——可以產(chǎn)生影響。如果你的產(chǎn)品不能滿足市場承受的售價，游戲就結(jié)束了。

這就是 BeagleBone、Adruino、Raspberry Pi 和其他面向業(yè)余愛好者和創(chuàng)客市場的微控制器板等低成本產(chǎn)品的設計者所面臨的困境。即使沒有高端仿真工具，設計人員是如何降低成本并讓電路板工作的？為了找出答案，Mentor Graphics 的 Todd Westerhoff 使用他公司的信號完整性軟件來分析 BeagleBone Black 板的設計。

BeagleBone Black 的設計師違反了典型的設計規(guī)則，但它的效果很好，價格也很低。（圖片：導師圖形）

BeagleBone Black 于 2012 年設計，當時還沒有這樣的高端分析工具，BeagleBone Black 的設計師不得不依靠他們的工程技能來設計一些巧妙的技巧。Westerhoff 的分析表明，為了滿足比賽成本限制，Black 的設計師打破了許多常見的設計規(guī)則。例如，他們沒有在 DDR3 內(nèi)存的傳輸線上使用終端電阻。分析還顯示了 Black 的設計人員如何找到合適的驅(qū)動電流 (7 mA) 以用最少的電流獲得最大的眼圖張開。

這兩種顏色顯示了不同數(shù)量的驅(qū)動電流（7 mA 和 8 mA），但眼圖張開幾乎相同，并且有足夠的余量，那么當您一無所獲時，為什么還要費心使用更多電流呢？

由于違反了另一條設計規(guī)則，布萊克的設計師劃分了電源平面。這是大多數(shù)信號完整性和 EMI 工程師告訴你不要做的事情。此外，Black 的 PCB 具有較厚的內(nèi)核，這會在電源層和接地層之間留出過多的空間，從而減少可能導致 EMI 的耦合。那么為什么有一個厚的核心呢？它使電路板增加了剛度。最重要的是，信號線在 PCB 層之間移動。這是降低信號完整性和增加 EMI 的另一種方法。然而，黑色的效果足以滿足其預期用途。

Westerhoff 的分析證明，設計規(guī)則有時只是指導方針。在某些設計中，您可以打破其中一些常見規(guī)則以降低制造成本，而信號衰減很少或沒有，并且對功能沒有不利影響。這并不是說您應該在設計時偷工減料，但有時您可以不遵循所有最佳實踐而僥幸——至少在創(chuàng)客世界中是這樣。

審核編輯：郭婷