【文章內(nèi)容簡介】 充分了解大家的需要,以免在系統(tǒng)設計上遺漏重要的功能,第二是可以讓各個部門了解這個項目的情況,提早做好時間和人員上協(xié)作的準備,第三是從感情方面講,在設計之初各個部門就參與了進來,這個項目就變成了大家共同的一個心血結(jié)晶,會得到大家的呵護和良好合作,對完成工作是很有幫助的。原理圖設計中要注意的問題原理圖設計中要有“拿來主義”,現(xiàn)在的芯片廠家一般都可以提供參考設計的原理圖,所以要盡量的借助這些資源,在充分理解參考設計的基礎上,做一些自己的發(fā)揮。當主要的芯片選定以后,最關(guān)鍵的外圍設計包括了電源,時鐘和芯片間的互連。電源是保證硬件系統(tǒng)正常工作的基礎,設計中要詳細的分析：系統(tǒng)能夠提供的電源輸入。單板需要產(chǎn)生的電源輸出。各個電源需要提供的電流大小。電源電路效率。各個電源能夠允許的波動范圍。整個電源系統(tǒng)需要的上電順序等等。,要求精度在＋5%－3%之間,電流需要12A左右,根據(jù)這些要求,設計中采用5V的電源輸入,利用Linear的開關(guān)電源控制器和IR的MOSFET搭建了合適的電源供應電路,精度要求決定了輸出電容的ESR選擇,并且為防止電流過大造成的電壓跌落,加入了遠端反饋的功能。時鐘電路的實現(xiàn)要考慮到目標電路的抖動等要求,A項目中用到了GE的PHY器件,剛開始的時候使用一個內(nèi)部帶鎖相環(huán)的零延時時鐘分配芯片提供100MHz時鐘,結(jié)果GE鏈路上出現(xiàn)了丟包,后來換成簡單的時鐘Buffer器件就解決了丟包問題,分析起來就是內(nèi)部的鎖相環(huán)引入了抖動。芯片之間的互連要保證數(shù)據(jù)的無誤傳輸,在這方面,高速的差分信號線具有速率高,好布線,信號完整性好等特點,A項目中的多芯片間互連均采用了高速差分信號線,在調(diào)試和測試中沒有出現(xiàn)問題。PCB設計中要注意的問題PCB設計中要做到目的明確,對于重要的信號線要非常嚴格的要求布線的長度和處理地環(huán)路,而對于低速和不重要的信號線就可以放在稍低的布線優(yōu)先級上。重要的部分包括：電源的分割。內(nèi)存的時鐘線,控制線和數(shù)據(jù)線的長度要求。高速差分線的布線等等。A項目中使用內(nèi)存芯片實現(xiàn)了1G大小的DDR memory,針對這個部分的布線是非常關(guān)鍵的,要考慮到控制線和地址線的拓撲分布,數(shù)據(jù)線和時鐘線的長度差別控制等方面,在實現(xiàn)的過程中,根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)手冊和實際的工作頻率可以得出具體的布線規(guī)則要求,比如同一組內(nèi)的數(shù)據(jù)線長度相差不能超過多少個mil,每個通路之間的長度相差不能超過多少個mil等等。當這些要求確定后就可以明確要求PCB設計人員來實現(xiàn)了,如果設計中所有的重要布線要求都明確了,可以轉(zhuǎn)換成整體的布線約束,利用CAD中的自動布線工具軟件來實現(xiàn)PCB設計,這也是在高速PCB設計中的一個發(fā)展趨勢。檢查和調(diào)試當準備調(diào)試一塊板的時候,一定要先認真的做好目視檢查,檢查在焊接的過程中是否有可見的短路和管腳搭錫等故障,檢查是否有元器件型號放置錯誤,第一腳放置錯誤,漏裝配等問題,然后用萬用表測量各個電源到地的電阻,以檢查是否有短路,這個好習慣可以避免貿(mào)然上電后損壞單板。調(diào)試的過程中要有平和的心態(tài),遇見問題是非常正常的,要做的就是多做比較和分析,逐步的排除可能的原因,要堅信“凡事都是有辦法解決的”和“問題出現(xiàn)一定有它的原因”,這樣最后一定能調(diào)試成功。一些總結(jié)的話現(xiàn)在從技術(shù)的角度來說,每個設計最終都可以做出來,但是一個項目的成功與否,不僅僅取決于技術(shù)上的實現(xiàn),還與完成的時間,產(chǎn)品的質(zhì)量,團隊的配合密切相關(guān),所以良好的團隊協(xié)作,透明坦誠的項目溝通,精細周密的研發(fā)安排,充裕的物料和人員安排,這樣才能保證一個項目的成功。一個好的硬件工程師實際上就是一個項目經(jīng)理,他/她需要從外界交流獲取對自己設計的需求,然后匯總,分析成具體的硬件實現(xiàn)。還要跟眾多的芯片和方案供應商聯(lián)系,從中挑選出合適的方案,當原理圖完成后,他/她要組織同事來進行配合評審和檢查,還要和CAD工程師一起工作來完成PCB的設計。與此同時,還要準備好BOM清單,開始采購和準備物料,聯(lián)系加工廠家完成板的貼裝。在調(diào)試的過程中他/她要組織好軟件工程師來一起攻關(guān)調(diào)試,配合測試工程師一起解決測試中發(fā)現(xiàn)的問題,等到產(chǎn)品推出到現(xiàn)場,如果出現(xiàn)問題,還需要做到及時的支持。所以做一個硬件設計人員要鍛煉出良好的溝通能力,面對壓力的調(diào)節(jié)能力,同一時間處理多個事務的協(xié)調(diào)和決斷能力和良好平和的心態(tài)等等。還有細心和認真,因為硬件設計上的一個小疏忽往往就會造成非常大的經(jīng)濟損失,比如以前碰到一塊板在PCB設計完備出制造文件的時候誤操作造成了電源層和地層連在了一起,PCB板制造完畢后又沒有檢查直接上生產(chǎn)線貼裝,到測試的時候才發(fā)現(xiàn)短路問題,但是元器件已經(jīng)都焊接到板上了,結(jié)果造成了幾十萬的損失。所以細心和認真的檢查,負責任的測試,不懈的學習和積累,才能使得一個硬件設計人員持續(xù)不斷的進步,而后術(shù)業(yè)有所小成。相關(guān)文章：如何設計一個合適的電源對于現(xiàn)在一個電子系統(tǒng)來說,電源部分的設計也越來越重要,我想通過和大家探討一些自己關(guān)于電源設計的心得,來個拋磚引玉,讓我們在電源設計方面能夠都有所深入和長進。Q1：如何來評估一個系統(tǒng)的電源需求Answer：對于一個實際的電子系統(tǒng),要認真的分析它的電源需求。不僅僅是關(guān)心輸入電壓,輸出電壓和電流,還要仔細考慮總的功耗,電源實現(xiàn)的效率,電源部分對負載變化的瞬態(tài)響應能力,關(guān)鍵器件對電源波動的容忍范圍以及相應的允許的電源紋波,還有散熱問題等等。功耗和效率是密切相關(guān)的,效率高了,在負載功耗相同的情況下總功耗就少,對于整個系統(tǒng)的功率預算就非常有利了,對比LDO和開關(guān)電源,開關(guān)電源的效率要高一些。同時,評估效率不僅僅是看在滿負載的時候電源電路的效率,還要關(guān)注輕負載的時候效率水平。至于負載瞬態(tài)響應能力,對于一些高性能的CPU應用就會有嚴格的要求,因為當CPU突然開始運行繁重的任務時,需要的啟動電流是很大的,如果電源電路響應速度不夠,造成瞬間電壓下降過多過低,造成CPU運行出錯。一般來說,要求的電源實際值多為標稱值的＋－5%,所以可以據(jù)此計算出允許的電源紋波,當然要預留余量的。散熱問題對于那些大電流電源和LDO來說比較重要,通過計算也是可以評估是否合適的。Q