我毕设的很多板上都有BGA芯片，刚开始我觉得这东西实在是没有办法焊接。幸运的是我们研究所的另外一个研究室花了30多万买了个BGA焊接设备，我去蹭了2次，可惜要看人家的脸色，说还好你是一个研究所的，不然要收100块/片呢，心里暗暗不爽。回来问老板，老板说现在就你一个人用，何况就在我们楼上，你就去蹭吧，买了不值得。没办法，自己研究办法焊吧。现在算起来我一共手焊了7~8片了，省了不少钱啊，呵呵。

 

这里给大家提供的手焊方法已经是我最初方法的改进版，我现在基本可以保证100%的焊接成功率。但是有局限性，我焊接的最大芯片尺寸为16mm x 16mm，更大的像TI C6000那样的BGA我觉得会有问题，不建议采用我这种方法。

 

进入正题，你需要的工具：台虎钳一个，热风机两台，红外测温器一个（可选），摄像头一个（可选）。台虎钳是用来夹持电路板的；热风机是用来加热的，如果你的条件有限只有一台，那么最好不要焊接，因为成功率很低，尤其是板子和芯片尺寸都比较大的时候；红外测温器可以测量加热后的温度，没有也可以，用摄像头代替；摄像头是用来观察焊接的进行情况的，没错，这个摄像头就是我们用来QQ视频的那种，当然你熟练了以后，没有也可以。

 

首先，将你的电路板装夹在台虎钳上，调整摄像头的位置，使镜头的中心与电路板的平面一样高。看下面的两个图很容易就明白。有个很严重的问题，芯片怎么和焊盘对上？其实这个用担心，一般手持设备使用的BGA的Pitch都有0.8mm，更大的BGA都是1.0mm，你只要根据丝印层差不多对上就可以了，因为锡球溶化时的表面张力会把芯片拉正。

 

 

 

然后，调节摄像头的焦距，使它能够拍摄到BGA的锡球。为什么要拍BGA的锡球啊？呵呵，我从那台30万元的机器上学习的，当锡球全部加热溶化时，你能看到芯片在重力作用下落下一段距离。很有意思的过程，请看我附上的视频。

 

 

接下来就可以加热了，把两台风机的喷嘴都对准芯片所在的位置，如下图。风机的温度设定在300度左右（这个就需要你的经验了，含铅、不含铅芯片需要的温度不一样，不同公司的芯片需要的温度也不一样）。

 

 

 

加热的同时请仔细观察摄像头捕捉到的画面，或者同时用红外测温器测量电路板的温度，一般温度达到240~250度就一定可以让锡球溶化了。

 

 

值得一提的是，事先在电路板上涂上助焊剂，至于用什么样的就看你个人经验了。另外建议如果你对你的助焊剂没有信心，请在做板的时候给焊盘吹锡，加强可焊性。

 

最后是焊接时芯片下落的视频。

昨天写这篇文章写的差不多的时候，改了Windows Explorer的文件夹选项，气愤的是IE居然也跟着刷新了，我写的还没有保存……今天重新来。

 

到昨天为止，我毕设的几个关键技术的研究，包括超声测距、无刷电机驱动、ARM+FPGA控制器和ARM Linux还有FPGA的驱动、嵌入式图像处理、无线通信模块（这个是我师弟做的）基本上都完事了。最麻烦的是图像处理这块，花了我老师1万多块钱，呵呵，我比较能造。板子做了2次，第一次3700元，4层PCB+摄像头的FPC，不好使；第二次6400元，4层PCB+摄像头的软硬结合FPC，终于好使。还有开发板、芯片什么的3000多，好在我们机器人所有钱哈哈。由于花钱太多，ADSP-BF531/532/533+CMOS摄像头嵌入式图像处理这块是不能写在这里了，如果有需要，可以和我们研究室联系（我要毕业了，但是研究室马上会申请专利，0451-86414462-22，李老师）。

 

今天要写的是嵌入式图像处理部分的最后10cm的工作，将程序写入SPI Flash，并且Boot。其实这个部分挺麻烦的，我看了很多资料，也没有成功Boot。感谢http://bbs.21ic.com上id为yqyte的这位大虾的帖子http://bbs.21ic.com/club/bbs/list.asp?boardid=51&t=2269103，帮助我越过了最后1cm的障碍。

 

开始正文。SPI Flash Boot是ADSP-BF531/532/533一个很好的功能，这可以大大减小电路板的体积。目前可以使用在BF531/532/533上的SPI Flash至少可以达到2M Bytes，对于一般的Linux系统来说也够了。但是SPI Flash的速度还是比较慢的，启动加载需要比较长的过程，这点需要注意。

 

要实现SPI Boot，你必须要看的文档有：ADSP-BF533 Blackfin® Processor Hardware Reference（3 OPERATING MODES AND STATES->Booting Methods和18 SYSTEM DESIGN->Booting the Processor），VisualDSP++ Help（Loader and Utilities Manual）。阅读了这些，加上yqyte大虾的帖子，基本上就知道怎么设计硬件和怎么SPI Boot了。但是，SPI Flash烧写驱动还是个问题，一般的开发板如果支持SPI Boot都会带有SPI烧写驱动；如果你和我一样买的是个劣质的便宜货，没有这个驱动也不要紧，我下面会介绍。

 

从头说起吧：

1. ADSP-BF531/532/533支持如下几种Boot方式：

A. 外部非同步存储器直接启动，启动地址0x20000000，要求管脚BMODE[1:0]为00

B. 外部非同步存储器启动，使用片上Loader，将外部非同步存储器中的程序加载到L1 Cache，启动地址0xFFA08000（BF533为0xFFA00000），要求管脚BMODE[1:0]为01

C. SPI Flash Slave模式启动，即可以使用别的CPU向ADSP-BF531/532/533输入程序，启动地址同B，要求管脚BMODE[1:0]为10

D. SPI Flash Master模式启动，使用片上Loader，将SPI Flash中的程序加载到L1 Cache，启动地址同B，要求管脚BMODE[1:0]为11

 

着重说下方式D，除了以上要求外，还必须注意的是：芯片0.3版本后可以支持8、16或24位寻址的SPI Flash，0.2及以前只支持8位和16位的；PF2管脚用于SPI_CS，MISO管脚必须上拉，0.2版本及以前需要将FP2管脚上拉；除了通用SPI Flash之外，ADSP-BF531/532/533还支持AT45DB041B、 AT45DB081B和AT45DB161B这些器件。另外，芯片内部的Boot ROM地址是0xEF000000，有兴趣的话可以去反汇编一下，看看它的工作原理。

 

2. Loader文件的生成

用仿真器调试程序的时候，生成的是可执行程序的映像（*.dxe），如果要进行Boot，就应该生成Loader文件。这需要对工程进行设置。

 

 

选择VisualDSP++的菜单Project->Project Options，出现如上图所示的窗口，在Type中选择Loader file。然后点击左边的Load，出现如下图所示的窗口。

 

 

选择Boot Mode为SPI，Boot Format为Intel Hex，然后一定要选择一个Initialization File（不选的话不能启动），这个Initialization File是需要编译的，一会儿说。再选择一个Output File即可。

 

3. Initialization file的编译

我也不知道这个Initialization file用来干什么的，呵呵，只是放上了好使。VisualDSP++提供了这个Initialization file的源代码，默认位置在C:\Program Files\Analog Devices\VisualDSP 4.5\Blackfin\ldr\init_code\ADSP-BF533 INIT CODE，这个Init code是给BF533用的，BF531需要修改。其实修改也很简单，就是2句话。

在Init_code.asm中，修改

#include <defBF533.h>为#include <defBF531.h>

在ADSP-BF533.ldf中，修改

 PROGRAM  { TYPE(RAM) START(0xFFA00000) END(0xFFA07fff) WIDTH(8) } //L2为

然后进入菜单Project->Project Options，修改Processor为ADSP-BF531，重新编译，生成的DXE文件就是需要的Initialization file。

 

4. SPI Flash的烧写

有了Initialization file之后，重新编译工程，得到的LDR文件就是要烧写的文件。SPI Flash烧写需要：仿真器、VisualDSP++、烧写驱动。很遗憾，我不知道怎么用JTAG下载电缆烧写SPI，前文已经提到，如果你买的是合格的开发板，那么一定会提供SPI烧写的驱动。如果没有也没有关系，我在www.blackfin.org上找到了一个，地址是http://www.blackfin.org/tools.php?id=16。这个驱动是给BF533写的，要给BF531使用，同样需要修改。另外，这个驱动的开发环境是VisualDSP++3.5，其工程文件与4.5版本的似乎不兼容，需要删除SPIFlash.dpj重新建立一个，建立过程如下。

 

A. 建立一个新的工程

 

B. 选择处理器类型

 

C. 加入Startup Code/LDF

 

D. 选上你需要的支持，其实不选SDRAM支持也可以

 

E. 一路Next到Finish。

F. 在工程中加入SPIFlash.c、stflash.c。

G. 修改stflash.c

找到

#include <cdefBF533.h>

修改为

#include <cdefBF531.h>

 

找到

#define CLKIN 27    // CLKIN frequency is 27 MHz on the BF533 EZ-Kit

修改为

#define CLKIN 20    // CLKIN frequency is 20 MHz on the BF531

当然你的晶振是多少就写多少

 

重新编译，生成的DXE文件就是SPI Flash的驱动。

 

H. 加载驱动

加载驱动时，仿真器必须连接目标板。选择VisualDSP++的菜单Tools->Flash Programmer。出现以下窗口：

 

 

点击Browse选择刚才编译好的驱动文件，然后点击Load Driver。注意，此时SPI Flash必须已经与BF531相连接，否则会提示“Out of memory”。

 

 

点选Programming选项卡，就可以进行编程了。

 

就这些了。