硬件开发流程及注意事项
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电子产品开发与制造流程1. 引言电子产品的开发与制造是一个复杂的过程,涉及到多个环节和参与方。
本文档将介绍电子产品开发与制造的基本流程,以帮助读者了解该过程中的主要步骤和注意事项。
2. 电子产品开发流程电子产品开发的流程通常可分为以下几个阶段:2.1. 需求分析在项目开始之前,团队需要充分了解客户需求并进行需求分析。
这包括确定产品功能、性能要求、市场定位等。
2.2. 概念设计在概念设计阶段,团队将根据需求分析的结果提出一些初步的设计方案,包括产品外观、功能组成等。
2.3. 详细设计在详细设计阶段,团队将具体规划产品的硬件和软件设计,包括电路设计、PCB设计、软件开发等。
2.4. 样机制作根据详细设计的结果,制作相应的样机,用于验证产品的可行性和性能。
2.5. 测试与验证在测试与验证阶段,对样机进行各种功能、性能、可靠性等方面的测试和验证,以确保产品满足需求。
2.6. 量产准备在量产准备阶段,根据测试与验证的结果对产品进行必要的修改和优化,并开始准备量产所需的材料和设备。
2.7. 量产及品质控制在量产阶段,根据工艺流程制造大批量的产品,并设置相应的品质控制流程,确保产品的稳定性和一致性。
2.8. 售后服务在产品量产之后,团队将继续提供售后服务,以及进行产品的维护和升级。
3. 电子产品制造流程电子产品的制造流程通常包括以下几个阶段:3.1. 材料采购与管理在制造过程中,团队需要采购各种所需的材料,并进行合理的管理和控制,以确保生产进度和质量。
3.2. 生产组装在产品生产过程中,各种零部件将进行组装,包括焊接、贴片等工艺。
3.3. 设备调试在组装完成后,需要对产品进行设备调试,以确保产品的功能正常。
3.4. 品质检测对产品进行各项品质检测,包括外观检查、性能测试、可靠性评估等。
3.5. 包装与出货对通过品质检测的产品进行包装,并安排出货。
4. 注意事项在电子产品开发与制造过程中,有几个需要特别注意的事项:- 需要充分了解客户需求,并进行必要的沟通和确认。
单片机系统开发流程1. 硬件设计硬件设计是单片机系统开发的第一步,它涉及到电路原理图设计、PCB布局和元器件选型等工作。
1.1 电路原理图设计根据项目需求,使用相应的EDA软件(如Altium Designer、Cadence等)进行电路原理图设计。
在设计过程中,需要注意以下几点: - 确定单片机型号和外部器件的连接方式,包括引脚定义和功能。
- 根据外设模块的要求进行接口设计,如LCD显示屏、按键、传感器等。
- 考虑电源管理电路,包括稳压器、滤波电容和保护电路等。
- 进行信号调试和仿真验证,确保原理图没有错误。
1.2 PCB布局根据电路原理图进行PCB布局设计。
在布局过程中,需要注意以下几点: - 根据外部器件的位置和尺寸进行布局安排,尽量减少信号线的长度和干扰。
- 分析信号线的走向和层次分配,在不同层次上布置不同类型的信号线(如时钟线、数据线、地线等)。
- 合理安排元器件的焊盘位置和间距,方便手工焊接或自动插件。
- 添加必要的电源和地平面,增强电磁兼容性(EMC)和信号完整性(SI)。
1.3 元器件选型根据项目需求和硬件设计要求,选择合适的元器件。
在选型过程中,需要注意以下几点: - 确定单片机型号,考虑处理器性能、存储容量、接口等因素。
- 根据外设模块的要求选择合适的器件,如LCD显示屏、按键、传感器等。
- 考虑元器件的可获得性、价格和可靠性等因素。
2. 软件开发软件开发是单片机系统开发的核心环节,它涉及到嵌入式软件编程和调试等工作。
2.1 嵌入式软件编程根据项目需求和硬件设计要求,选择合适的嵌入式开发平台(如Keil、IAR Embedded Workbench等),进行软件编程。
在编程过程中,需要注意以下几点:- 编写初始化代码,配置单片机的时钟源、引脚功能和外设模块等。
- 设计主程序框架,包括任务调度、中断处理和状态机控制等。
- 编写驱动程序,实现对外设模块的控制和数据交互。
如何进行物联网设备开发一、物联网设备开发的概述随着科技的发展和互联网的普及,物联网技术已经成为了现代社会的一个重要组成部分。
物联网允许各种设备通过互联网进行连接和通信,实现信息的共享和交互。
物联网设备开发是指通过开发硬件和软件的方式,实现物联网系统的构建和应用。
本文将从硬件和软件两个方面,详细介绍物联网设备开发的具体步骤和注意事项。
二、物联网设备硬件开发流程物联网设备的硬件开发是指通过设计和制造硬件的方式,实现物联网设备的功能和性能。
具体的开发流程如下:1. 确定需求:首先,需要明确物联网设备的功能和使用场景。
考虑物联网设备将用于何种环境和应用,以及需要实现的具体功能。
2. 选型设计:根据需求,选择适合的硬件平台和开发板。
选型时需考虑硬件的性能、稳定性、功耗等因素,并考虑与其他设备的兼容性。
3. 硬件设计:进行电路和封装设计,包括原理图设计、PCB布局和焊接等。
设计过程中,需注意电路的稳定性、抗干扰能力以及可扩展性。
4. 元器件采购与组装:根据设计的电路图,采购所需的元器件,然后进行焊接和组装。
注意选择可靠的元器件供应商,确保元器件的质量。
5. 调试与测试:完成硬件的组装后,进行调试和测试。
通过连接检测设备、软件工具或者仿真器,检查硬件电路的连接是否正确,并测试硬件的功能和性能。
6. 量产与质量控制:经过测试确认无误后,进行批量生产,并进行质量控制。
包括整个生产过程的追踪、质检、性能测试等,确保产品质量。
7. 固件烧录与调试:对于嵌入式设备,还需要进行固件烧录和调试。
通过调试工具和软件,将开发的固件烧录到设备中,然后进行调试和优化。
三、物联网设备软件开发流程物联网设备的软件开发是指通过编程和配置的方式,实现设备的控制和数据交互。
具体的开发流程如下:1. 确定开发平台:根据硬件选型确定开发平台,主要有嵌入式开发、服务器开发和移动应用程序开发等。
2. 编程语言选择:根据需求和开发平台选择合适的编程语言。
IRMCF341集成电路应用硬件开发指南概述本文档旨在提供IRMCF341集成电路应用硬件开发的指南。
IRMCF341集成电路具有广泛的应用领域,包括工业自动化、电力电子和汽车电子等领域。
硬件开发是利用IRMCF341集成电路进行系统设计和搭建的关键步骤。
本指南将介绍IRMCF341集成电路的硬件开发流程和注意事项,帮助开发人员顺利完成硬件设计和验证。
硬件开发流程IRMCF341集成电路的硬件开发流程包括以下几个主要步骤:1. 确定需求:在开始硬件开发之前,开发人员需要明确系统的需求和功能,包括输入输出接口、通信协议和电源要求等。
通过对需求的分析和定义,可以为后续的硬件设计提供指导。
2. 选型和电路设计:根据系统需求,选择适合的外围器件和电路方案。
开发人员需要考虑集成电路的引脚功能、时序要求和特殊功能等方面,确保硬件设计满足系统需求。
在电路设计过程中,开发人员可以使用电路设计软件进行仿真和验证。
3. PCB设计:根据电路设计,进行PCB布局和布线。
在PCB 设计过程中,需要遵循布局规范和信号完整性原则,减少信号的干扰和串扰。
开发人员还需考虑功耗优化和EMI(电磁干扰)抑制。
4. 组装和测试:完成PCB设计后,进行电路组装和测试。
开发人员需要注意焊接质量和组装准确性,同时进行功能测试和性能验证。
5. 系统集成和调试:将集成电路与其他系统组件进行集成,进行系统级的调试和验证。
通过严格的测试和调试,确保系统的稳定性和可靠性。
硬件开发注意事项在IRMCF341集成电路应用硬件开发过程中,还有一些注意事项需要开发人员注意:1. 参考设计:可以参考官方提供的参考设计和技术文档,了解集成电路的特性和最佳实践。
参考设计可以加快开发进程,并减少潜在的错误。
2. 热管理:集成电路在工作过程中会产生一定的热量,需要进行散热设计。
开发人员需要合理布局散热器和散热片,确保集成电路的温度在允许范围内。
3. 电源供应:IRMCF341集成电路对电源的品质和稳定性要求较高。
硬件开发流程及规范硬件开发流程及规范一、主板二、辅助PCB及FPC三、液晶屏四、摄像头五、天线六、SPEAKER七、RECEIVER八、MIC九、马达十、电池十一、充电器十二、数据线十三、耳机V1。
0版2008—12—13(一)主板1.开发流程:2.资料规范1)主板规格书a)基本方案平台;b)硬件附加功能:c)软件附加功能;d)格式和排版布局合理,便于打印;范例格式见下表:E519 PDA主板规格书2)元件排布图a)标明所有接插件名称、引脚定义,方向及连接器型号;b)标明所有外部焊接位置的名称,极性;c)位号图可用放大的图纸单独标示,并标明需区分方向和极性的器件;d)标明所有结构尺寸比较高可能影响装配的器件;e)格式和排版布局合理,便于打印;范例格式见下图:3)BOMa)每次改版记录要明确记录在改版记录中,明确试产版和量产版及版本号和日期;b)保证数据正确性,物料编码与物料描述一致,位号数量与用量一致,物料种数和数量与改版记录一致;c)结构件、IC、阻容件分类,按一定顺序排列;d)功能可选项分开列出(注意相互的关联性);e)格式和排版布局合理,便于打印(所用文字全部显示);4)SMT试产报告a)召开试产会议,所用发现的问题要全部列出,并修改相关的文件;b)所用问题要有解决措施,并明确责任人限时处理;c)有代表性的问题要列入设计查核表,防止类似问题再次出现;d)记录试产环境及关键参数;e)报告审核后发相关部门负责人;f)保证数据真实性,有任何问题要找到确实的原因,不可用习惯性思维处理;范例格式见下表:SMT试产报告制表:审核:核准:5)测试报告a)测试项目包括基带测试、射频测试、场测、可靠性测试;b)保证各项测试样本数(非破坏性)10台以上;c)保证数据真实性,有任何问题要找到确实的原因,不可用习惯性思维处理;d)报告审核后发相关部门负责人;基带测试Flash开关机充电音频振动马达LCD按键RTCSIM卡检测底部连接器Speaker背光二射频测试测试环境描述:测试环境描述:测试仪器:CMU200/8960综测仪、电压:3。
硬件方案设计摘要:硬件方案设计是指在产品开发阶段,对于硬件系统的设计和实现进行规划和细化的过程。
本文将介绍硬件方案设计的步骤,以及其中涉及的关键技术和注意事项。
通过合理的硬件方案设计,可以提高产品的性能和可靠性,降低成本和功耗,并满足用户的需求。
一、引言硬件方案设计是产品开发过程中的重要环节,它涉及到硬件系统的整体架构、电路设计、部件选型以及其他相关内容。
通过合理的硬件方案设计,可以实现产品的功能需求,并满足性能、可靠性、成本和功耗等方面的要求。
二、硬件方案设计的步骤硬件方案设计一般分为以下几个步骤:1. 确定功能需求:根据产品的应用场景和用户需求,明确产品的功能需求,包括输入输出接口、信号处理、数据存储等方面。
2. 硬件系统架构设计:根据功能需求,设计硬件系统的整体架构,包括硬件模块之间的连接和通信方式,以及系统的总体性能和可扩展性等。
3. 电路设计:根据硬件系统架构,设计各个硬件模块的电路,包括传感器、处理器、存储器、通信模块等。
在电路设计过程中,需要考虑电路的稳定性、抗干扰能力和功耗等方面。
4. 部件选型:根据电路设计,选择适合的电子元器件和部件,包括芯片、电容、电感、晶振等。
在选择部件时,需考虑性能、可靠性、成本以及供应链情况。
5. 硬件原理图设计:根据电路设计和部件选型,绘制硬件原理图,明确各个电子元器件之间的连接关系和电气特性。
6. PCB设计:依据硬件原理图,设计板级电路板(PCB),包括布局、走线、安全间距等。
在PCB设计过程中,需考虑信号完整性、电磁兼容性、散热等因素。
7. 硬件测试和验证:制作样机,进行硬件测试和验证,包括电路功能、性能、稳定性和可靠性等方面。
根据测试结果,及时调整和改进设计。
8. 产品制造和量产:根据硬件方案设计,进行产品制造和量产,并进行质量控制和测试。
确保产品的稳定性和可靠性,并满足市场需求。
三、硬件方案设计的关键技术和注意事项1. 电路设计技术:熟练掌握电路设计软件,对于各种电子元器件的特性和使用方法有深入了解。
大家知道硬件开发流程及注意事项吗不知道的话跟着一起来学习了解硬件开发流程及注意事项。
硬件开发流程及注意事项以一个实际的硬件设计项目为例,和大家一同探讨硬件开发的基本准则和思想,同时欢迎大家积极提出自己的问题和观点。
1充分了解各方的设计需求,确定合适的解决方案启动一个硬件开发项目,原始的推动力会来自于很多方面,比如市场的需要,基于整个系统架构的需要,应用软件部门的功能实现需要,提高系统某方面能力的需要等等,所以作为一个硬件系统的设计者,要主动的去了解各个方面的需求,并且综合起来,提出最合适的硬件解决方案。
比如A项目的原始推动力来自于公司内部的一个高层软件小组,他们在实际当中发现原有的处理器板Iemor,针对这个部分的布线是非常关键的,要考虑到控制线和地址线的拓扑分布,数据线和时钟线的长度差别控制等方面,在实现的过程中,根据芯片的数据手册和实际的工作频率可以得出具体的布线规则要求,比如同一组内的数据线长度相差不能超过多少个mi,每个通路之间的长度相差不能超过多少个mi等等。
当这些要求确定后就可以明确要求清单,开始采购和准备物料,联系加工厂家完成板的贴装。
在调试的过程中他/她要组织好软件工程师来一起攻关调试,配合测试工程师一起解决测试中发现的问题,等到产品推出到现场,如果出现问题,还需要做到及时的支持。
所以做一个硬件设计人员要锻炼出良好的沟通能力,面对压力的调节能力,同一时间处理多个事务的协调和决断能力和良好平和的心态等等。
还有细心和认真,因为硬件设计上的一个小疏忽往往就会造成非常大的经济损失,比如以前碰到一块板在PCB设计完备出制造文件的时候误操作造成了电源层和地层连在了一起,PCB板制造完毕后又没有检查直接上生产线贴装,到测试的时候才发现短路问题,但是元器件已经都焊接到板上了,结果造成了几十万的损失。
所以细心和认真的检查,负责任的测试,不懈的学习和积累,才能使得一个硬件设计人员持续不断的进步,而后术业有所小成。
软硬件开发流程及规范0概述0.1硬件开发过程简介0.1.1硬件开发的基本过程硬件开发的基本过程:1.明确硬件总体需求情况,如CPU 处理能力、存储容量及速度,I/O 端口的分配、接口要求、电平要求、特殊电路(厚膜等)要求等等。
2.根据需求分析制定硬件总体方案,寻求关键器件及电路的技术资料、技术途径、技术支持,要比较充分地考虑技术可能性、可靠性以及成本控制,并对开发调试工具提出明确的要求。
关键器件索取样品。
3.总体方案确定后,作硬件和单板软件的详细设计,包括绘制硬件原理图、单板软件功能框图及编码、PCB 布线,同时完成发物料清单。
4.领回PCB 板及物料后由焊工焊好1~2 块单板,作单板调试,对原理设计中的各功能进行调测,必要时修改原理图并作记录。
5.软硬件系统联调,一般的单板需硬件人员、单板软件人员的配合,特殊的单板(如主机板)需比较大型软件的开发,参与联调的软件人员更多。
一般地,经过单板调试后在原理及PCB布线方面有些调整,需第二次投板。
6.内部验收及转中试,硬件项目完成开发过程。
0.1.2硬件开发的规范化硬件开发的基本过程应遵循硬件开发流程规范文件执行,不仅如此,硬件开发涉及到技术的应用、器件的选择等,必须遵照相应的规范化措施才能达到质量保障的要求。
这主要表现在,技术的采用要经过总体组的评审,器件和厂家的选择要参照物料认证部的相关文件,开发过程完成相应的规定文档,另外,常用的硬件电路(如ID.WDT)要采用通用的标准设计。
0.2硬件工程师职责与基本技能0.2.1硬件工程师职责一个技术领先、运行可靠的硬件平台是公司产品质量的基础,硬件工程师职责神圣,责任重大。
1、硬件工程师应勇于尝试新的先进技术,在产品硬件设计中大胆创新。
2、坚持采用开放式的硬件架构,把握硬件技术的主流和未来发展,在设计中考虑将来的技术升级。
3、充分利用公司现有的成熟技术,保持产品技术上的继承性。
4、在设计中考虑成本,控制产品的性能价格比达至最优。
设备开发方案概述设备开发方案是在设备开发的过程中所需制定的计划和步骤,旨在确保设备开发的顺利进行和成功实现。
本文将探讨设备开发的重要性、步骤以及注意事项。
设备开发的重要性设备开发是实现产品控制和监控的基础,决定着产品的可靠性、灵活性、易用性等重要的性能属性。
设备开发的质量和效率,不仅关系到公司产品在市场上的竞争能力和市场份额,还关系到公司技术创新的能力和长远发展。
因此,设备开发方案具有重要的意义。
设备开发方案步骤第一步:需求分析在设备开发之前,必须对产品进行需求分析。
需求分析是指对目标客户、工作场景、产品功能等进行详细的调研分析,以确定产品所需的功能和性能要求,并制定出相应的产品要求规格书。
在需求分析过程中,需要了解目标客户的需求、产品的使用场景和限制条件、主要的竞争性能指标等方面的信息。
在需求分析的基础上,制定出设备开发的方案。
方案制定是指根据需求分析的结果,确定产品的技术方案、开发计划、开发资源和管理措施等。
方案制定需要结合公司的实际情况和市场需求,考虑成本和风险等因素,以确保方案的可行性和正确性。
第三步:硬件设计硬件设计是指根据需求和方案,设计出适应产品功能和性能需求的电路和电子元件。
硬件设计需要涉及到电路设计、元器件选型和系统设计等。
硬件设计的好坏,决定着产品的品质和产量。
硬件设计阶段需要进行电路仿真、布局设计、PCB绘制等工作,确保设计的正确性和可行性。
第四步:软件开发软件开发是指根据硬件设计和方案,编写出适应产品功能和性能需求的软件程序。
软件开发需要涉及到程序设计、调试和测试等。
软件开发可以分为单片机、FPGA和嵌入式系统开发等方面,需要根据产品的实际需要确定开发环境和语言。
软件开发的好坏,直接关系到产品发布后的功能和使用效果。
样机制作是指将硬件设计和软件开发的成果,集成为一体,制作出具有完整功能的样机。
样机制作阶段需要对硬件和软件进行综合测试和调试,确保产品的功能和性能达到设计要求。
电子产品开发流程1.功能描述2.功能框图3.方案确定4.原理图5.PCB设计6.元器件清单7.软件设计8.贴装工艺标准9.检验文件10.验收硬件开发1.元器件的选型2.PCB工艺、制作3.文件转换注意事项4.特种文件的选型及定制5.硬件检测方法软件开发1.软件功能框图2.CPU的选定3.程序编制4.程序调试5.程序检测开发过程注意事项1.方案定型2.硬件开发过程中节省的办法3.产品抗干扰技术开发实例1.噪音检测仪开发2.高频加热开发电子产品开发流程产品开发、设计、制作是一件繁杂的技术性很强的工作,应遵循一定的开发规律,按一定的步骤、流程去进行,相互链接各个环节的工作,才能取得良好的结果。
1.功能描述当确定要开发某一个产品时,首先要知道该产品的全部功能,这部分工作应由提出开发要求的客户来做,由客户形成书面的《电子产品开发目标书》,这个文本将含有产品的全部要求,并作为产品研发全过程的指导性文件,最终产品的《验收标准》。
《电子产品开发目标书》应包含以下部分的内容:a.产品的应用场所及全部功能:应用场所是非常重要的,应用场所环境的不同直接影响到产品的适用等级,有民用级、工业用级及军品用级等,不同等级所采用的方案、元器件的选择都有差别,将直接影响到成本及应用。
产品的功能描述应尽量做到细致,不可错漏某些细小的地方,以免影响到开发的方案最终定稿。
一般说来客户对产品的功能描述有一定的片面性,这就要求要有开发经验的工程师与客户进行良好的沟通,按产品功能分块来确定,并在沟通中形成较为详尽的客户要求,形成全面的开发思路基本确定开发所用电路及主体的元器件。
b.产品的形观形状、尺寸:电子产品功能的实现方案不是唯一的,开发过程中应确定开发要求是高可靠性方案还是低成本方案,高可靠性方案成本较高但可靠性非常好,主要用于工业设备、医疗设备及军品;而低成本方案主要用于民用一般设备,可靠性、稳定性均可降低要求。
产品的形观、尺寸确定后,即可以确定产品的大致方案,如果要求尺寸小,则可能采用SMT元器件,PCB的工艺要求会显著提高,从而使得产品的成本大幅度上升。
c.产品的外部模具、连线电子产品的外部模具在总成本中约占5%——20%,它对产品的美观、耐用产生深远的影响,作为电子产品功能实现的核心部分应与模具有良好的结构,这个工作一定由结构工程师与美术工程师配合解决。
模具及出线应尽量从使用者角度、方便的角度、安全的角度出发予以解决。
d.产品开发周期:应确定开发时间周期。
时间周期应有一个总的开发周期,作为客户配合还应有细分的时间周期表,对开发周期的各个时间断有一个细分的时间表,以便于开发过程中的统筹安排。
以上四个方面应通过沟通以书面的形式确定下来,作为技术档案,在产品开发完成后可订正为验收标准。
2.功能框图在《电子产品开发目标是书》的基础上,由工程师把产品的功能按电路功能分块,形成《功能框图》,附件中有功能框图的文字说明,从而基本确定所用电路及主体芯片及型号,及主要元器件的PDF文档和技术参数。
3.方案确定根据开发目标及要求对功能框图的每个单列的图框予以确定电子设计的技术方案,形成对应于功能框图的分立原理图方案。
4.原理图根据《功能框图》由电子工程师制定出可行的电路,先制出分立的对应于分立框图的原理图,再由分立的原理图有机连成整个《原理图》。
在原理图中确定元器件的封装形式,形成属性网络,为PCB设计做好准备。
5.PCB设计根据《原理图》及外观模具的要求,对各个元器件的外形尺寸进行排布,形成基本的元器件排布图,经接有及模具工程师确认无误后,开展布线设计工作。
PCB设计中遵循《PCB布线设计规则》,对客户及模具中有特殊要求的应遵循《PCB制板工艺要求》。
6.元器件清单对于一个全面的原理图,则可以自动生成对应的《元器件清单》。
对应每一个元器件应包含有元件名称、规格、型号、封装形式、数量及品牌等参数以方便采购。
7.软件设计同软件开发内容、最终形成软件《原文件》及《烧录文件》及对应烧录的《配置字文件》。
8.贴装工艺标准当按PCB文件及《PCB制板工艺要求》制作完成,元器件按《元器件清单》采购检测完毕后,应按《贴装工艺标准》进行安装。
有些产品应按环保标准粘贴,需要符合环抱标准得在《贴装工艺标准》中说明。
9.检验文件依据产品功能要求及系列工艺标准形成《检验标准》文件。
产品制作完成后根据标准文件进行检测、测试。
10.验收依据《验收文件》验收合格后,入库由业务部送交客户。
硬件开发流程及注意事项以下我将以一个实际的硬件设计项目为例,和大家一同探讨硬件开发的基本准则和思想,同时欢迎大家积极提出自己的问题和观点。
充分了解各方的设计需求,确定合适的解决方案启动一个硬件开发项目,原始的推动力会来自于很多方面,比如市场的需要,基于整个系统架构的需要,应用软件部门的功能实现需要,提高系统某方面能力的需要等等,所以作为一个硬件系统的设计者,要主动的去了解各个方面的需求,并且综合起来,提出最合适的硬件解决方案。
比如A项目的原始推动力来自于公司内部的一个高层软件小组,他们在实际当中发现原有的处理器板IP转发能力不能满足要求,从而对于系统的配置和使用都会造成很大的不便,所以他们提出了对新硬件的需求。
根据这个目标,硬件方案中就针对性的选用了两个高性能网络处理器,然后还需要深入的和软件设计者交流,以确定内存大小,内部结构,对外接口和调试接口的数量及类型等等细节,比如软件人员喜欢将控制信令通路和数据通路完全分开来,这样在确定内部数据走向的时候要慎重考虑。
项目开始之初是需要召开很多的讨论会议的,应该尽量邀请所有相关部门来参与,好处有三个,第一可以充分了解大家的需要,以免在系统设计上遗漏重要的功能,第二是可以让各个部门了解这个项目的情况,提早做好时间和人员上协作的准备,第三是从感情方面讲,在设计之初各个部门就参与了进来,这个项目就变成了大家共同的一个心血结晶,会得到大家的呵护和良好合作,对完成工作是很有帮助的。
原理图设计中要注意的问题原理图设计中要有“拿来主义”,现在的芯片厂家一般都可以提供参考设计的原理图,所以要尽量的借助这些资源,在充分理解参考设计的基础上,做一些自己的发挥。
当主要的芯片选定以后,最关键的外围设计包括了电源,时钟和芯片间的互连。
电源是保证硬件系统正常工作的基础,设计中要详细的分析:系统能够提供的电源输入;单板需要产生的电源输出;各个电源需要提供的电流大小;电源电路效率;各个电源能够允许的波动范围;整个电源系统需要的上电顺序等等。
比如A项目中的网络处理器需要1.25V 作为核心电压,要求精度在+5%- -3%之间,电流需要12A左右,根据这些要求,设计中采用5V的电源输入,利用Linear的开关电源控制器和IR的MOSFET搭建了合适的电源供应电路,精度要求决定了输出电容的ESR选择,并且为防止电流过大造成的电压跌落,加入了远端反馈的功能。
时钟电路的实现要考虑到目标电路的抖动等要求,A项目中用到了GE的PHY器件,刚开始的时候使用一个内部带锁相环的零延时时钟分配芯片提供100MHz时钟,结果GE链路上出现了丢包,后来换成简单的时钟Buffer器件就解决了丢包问题,分析起来就是内部的锁相环引入了抖动。
芯片之间的互连要保证数据的无误传输,在这方面,高速的差分信号线具有速率高,好布线,信号完整性好等特点,A项目中的多芯片间互连均采用了高速差分信号线,在调试和测试中没有出现问题。
3 PCB设计中要注意的问题PCB设计中要做到目的明确,对于重要的信号线要非常严格的要求布线的长度和处理地环路,而对于低速和不重要的信号线就可以放在稍低的布线优先级上。
重要的部分包括:电源的分割;内存的时钟线,控制线和数据线的长度要求;高速差分线的布线等等。
A项目中使用内存芯片实现了1G大小的DDR memory,针对这个部分的布线是非常关键的,要考虑到控制线和地址线的拓扑分布,数据线和时钟线的长度差别控制等方面,在实现的过程中,根据芯片的数据手册和实际的工作频率可以得出具体的布线规则要求,比如同一组内的数据线长度相差不能超过多少个mil,每个通路之间的长度相差不能超过多少个mil 等等。
当这些要求确定后就可以明确要求PCB设计人员来实现了,如果设计中所有的重要布线要求都明确了,可以转换成整体的布线约束,利用CAD中的自动布线工具软件来实现PCB设计,这也是在高速PCB设计中的一个发展趋势。
4 检查和调试当准备调试一块板的时候,一定要先认真的做好目视检查,检查在焊接的过程中是否有可见的短路和管脚搭锡等故障,检查是否有元器件型号放置错误,第一脚放置错误,漏装配等问题,然后用万用表测量各个电源到地的电阻,以检查是否有短路,这个好习惯可以避免贸然上电后损坏单板。
调试的过程中要有平和的心态,遇见问题是非常正常的,要做的就是多做比较和分析,逐步的排除可能的原因,要坚信“凡事都是有办法解决的”和“问题出现一定有它的原因”,这样最后一定能调试成功。
5 一些总结的话现在从技术的角度来说,每个设计最终都可以做出来,但是一个项目的成功与否,不仅仅取决于技术上的实现,还与完成的时间,产品的质量,团队的配合密切相关,所以良好的团队协作,透明坦诚的项目沟通,精细周密的研发安排,充裕的物料和人员安排,这样才能保证一个项目的成功。
一个好的硬件工程师实际上就是一个项目经理,他/她需要从外界交流获取对自己设计的需求,然后汇总,分析成具体的硬件实现。
还要跟众多的芯片和方案供应商联系,从中挑选出合适的方案,当原理图完成后,他/她要组织同事来进行配合评审和检查,还要和CAD工程师一起工作来完成PCB的设计。
与此同时,还要准备好BOM清单,开始采购和准备物料,联系加工厂家完成板的贴装。
在调试的过程中他/她要组织好软件工程师来一起攻关调试,配合测试工程师一起解决测试中发现的问题,等到产品推出到现场,如果出现问题,还需要做到及时的支持。
所以做一个硬件设计人员要锻炼出良好的沟通能力,面对压力的调节能力,同一时间处理多个事务的协调和决断能力和良好平和的心态等等。
还有细心和认真,因为硬件设计上的一个小疏忽往往就会造成非常大的经济损失,比如以前碰到一块板在PCB设计完备出制造文件的时候误操作造成了电源层和地层连在了一起,PCB板制造完毕后又没有检查直接上生产线贴装,到测试的时候才发现短路问题,但是元器件已经都焊接到板上了,结果造成了几十万的损失。
所以细心和认真的检查,负责任的测试,不懈的学习和积累,才能使得一个硬件设计人员持续不断的进步,而后术业有所小成。
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随着材料技术的提高,芯片技术提高,芯片封装技术的提高,硬件开发过程中元器件的选择体现出越来越高的技术含量。