若何设计电子产品

启动一个硬件开拓项目，原始的推动力会来自于很多方面，比如市场的须要，基于全体系统架构的须要，运用软件部门的功能实现须要，提高系统某方面能力的须要等等，以是作为一个硬件系统的设计者，要主动的去理解各个方面的需求，并且综合起来，提出最得当的硬件办理方案。
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，他们在实际当中创造原有的处理器板IP转发能力不能知足哀求，从而对付系统的配置和利用都会造成很大的不便，以是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，然后还须要深入的和软件设计者互换，以确定内存大小，内部构造，对外接口和调试接口的数量及类型等等细节，比如软件职员喜好将掌握信令通路和数据通路完备分开来，这样在确定内部数据走向的时候要慎重考虑。
项目开始之初是须要召开很多的谈论会议的，该当只管即便约请所有干系部门来参与，好处有三个，第一可以充分理解大家的须要，以免在系统设计上遗漏主要的功能，第二是可以让各个部门理解这个项目的情形，提早做好韶光和职员上协作的准备，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互助，对完成事情是很有帮助的。

2 事理图设计中要把稳的问题

事理图设计中要有“拿来主义”，现在的芯片厂家一样平常都可以供应参考设计的事理图，以是要只管即便的借助这些资源，在充分理解参考设计的根本上，做一些自己的发挥。
当紧张的芯片选定往后，最关键的外围设计包括了电源，时钟和芯片间的互连。

电源是担保硬件系统正常事情的根本，设计中要详细的剖析：系统能够供应的电源输入；单板须要产生的电源输出；各个电源须要供应的电流大小；电源电路效率；各个电源能够许可的颠簸范围；全体电源系统须要的上电顺序等等。
比如A项目中的网络处理器须要1.25V作为核心电压，哀求精度在＋5%- －3%之间，电流须要12A旁边，根据这些哀求，设计中采取5V的电源输入，利用Linear的开关电源掌握器和IR的MOSFET搭建了得当的电源供应电路，精度哀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哀求，A项目中用到了GE的PHY器件，刚开始的时候利用一个内部带锁相环的零延时时钟分配芯片供应100MHz时钟，结果GE链路上涌现了丢包，后来换成大略的时钟Buffer器件就办理了丢包问题，剖析起来便是内部的锁相环引入了抖动。

芯片之间的互连要担保数据的无误传输，在这方面，高速的差分旗子暗记线具有速率高，好布线，旗子暗记完全性好等特点，A项目中的多芯片间互连均采取了高速差分旗子暗记线，在调试和测试中没有涌现问题。

3 PCB设计中要把稳的问题

PCB设计中要做到目的明确，对付主要的旗子暗记线要非常严格的哀求布线的长度和处理地环路，而对付低速和不主要的旗子暗记线就可以放在稍低的布线优先级上。
主要的部分包括：电源的分割；内存的时钟线，掌握线和数据线的长度哀求；高速差分线的布线等等。

A项目中利用内存芯片实现了1G大小的DDR memory，针对这个部分的布线是非常关键的，要考虑到掌握线和地址线的拓扑分布，数据线和时钟线的长度差别掌握等方面，在实现的过程中，根据芯片的数据手册和实际的事情频率可以得出详细的布线规则哀求，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。

当这些哀求确定后就可以明确哀求PCB设计职员来实现了，如果设计中所有的主要布线哀求都明确了，可以转换成整体的布线约束，利用自动布线工具结合手动布线来实现PCB设计，这也是在高速PCB设计中的一个发展趋势。

4 检讨和调试

当准备调试一块板的时候，一定要先负责的做好目视检讨，检讨在焊接的过程中是否有可见的短路和管脚搭锡等故障，检讨是否有元器件型号放置缺点，第一脚放置缺点，漏装置等问题，然后用万用表丈量各个电源到地的电阻，以检讨是否有短路，这个好习气可以避免贸然上电后破坏单板。
调试的过程中要有平和的心态，遇见问题是非常正常的，要做的便是多做比较和剖析，逐步的打消可能的缘故原由，要坚信“凡事都是有办法办理的”和“问题涌现一定有它的缘故原由”，这样末了一定能调试成功。

5 一些总结的话

现在从技能的角度来说，每个设计终极都可以做出来，但是一个项目的成功与否，不仅仅取决于技能上的实现，还与完成的韶光，产品的质量，团队的合营密切干系，以是良好的团队协作，透明坦诚的项目沟通，风雅周密的研发安排，充裕的物料和职员安排，这样才能担保一个项目的成功。

一个好的硬件工程师实际上便是一个项目经理，他/她须要从外界互换获取对自己设计的需求，然后汇总，剖析成详细的硬件实现。
还要跟浩瀚的芯片和方案供应商联系，从中挑选出得当的方案，当事理图完成后，他/她要组织同事来进行合营评审和检讨，还要和CAD工程师一起事情来完成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，合营测试工程师一起办理测试中创造的问题，等到产品推出到现场，如果涌现问题，还须要做到及时的支持。
以是做一个硬件设计职员要磨炼出良好的沟通能力，面对压力的调节能力，同一韶光处理多个事务的折衷和决议确定能力和良好平和的心态等等。

还有细心和负责，由于硬件设计上的一个小轻忽每每就会造成非常大的经济丢失，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讨直接上生产线贴装，到测试的时候才创造短路问题，但是元器件已经都焊接到板上了，结果造成了几十万的丢失。
以是细心和负责的检讨，负任务的测试，不懈的学习和积累，才能使得一个硬件设计职员持续不断的进步，而后术业有所小成。