元器件選型應該遵守的原則你都知道了嗎?
發布時間:2018-11-16 責任編輯:xueqi
【導讀】如何正確有效地選擇和使用電子元器件是提高電子產品可靠性水平的一項重要工作。以下將講解CPU、外設功能模塊選型以及整個原理圖設計過程的注意事項。
dianziyuanqijiandekekaoxingfenweiguyoukekaoxingheshiyongkekaoxing。guyoukekaoxingzhuyaoyoushejihezhizaogongzuolaibaozheng,zheshiyuanqijianshengchanchangderenwu。danshiguoneiwaishixiaofenxiziliaobiaoming,youjinyibandeyuanqijianshixiaobingfeiyouyuyuanqijiandeguyoukekaoxingbugao,ershiyouyushiyongzheduiyuanqijiandexuanzebudanghuoshiyongyouwuzaochengde。yinciweilebaozhengdianzichanpindekekaoxing,jiubixuduidianziyuanqijiandexuanzeheyingyongjiayiyangekongzhi。
對CPU進jin行xing選xuan型xing時shi,設she計ji人ren員yuan要yao先xian詳xiang細xi理li解jie設she計ji需xu求qiu,從cong需xu求qiu中zhong整zheng理li出chu電dian路lu功gong能neng模mo塊kuai和he性xing能neng指zhi標biao要yao求qiu。根gen據ju功gong能neng和he性xing能neng需xu求qiu製zhi定ding總zong體ti設she計ji方fang案an。
總的來說,CPU選型具有以下幾點要求:
a)性價比高;
b)容易開發:體現在硬件調試工具種類多,參考設計多,軟件資源豐富,成功案例多,但是比較難找;
c)可擴展性好;
針對已經選定的CPU芯片,選擇一個與我們需求比較接近的成功參考設計,一般CPU生產商或他們的合作方都會對每款CPU芯片做若幹開發板進行驗證,比如440EP就有yosemite開發板和bamboo開發板,我們參考得是yosemite開(kai)發(fa)板(ban),廠(chang)家(jia)最(zui)後(hou)公(gong)開(kai)給(gei)用(yong)戶(hu)的(de)參(can)考(kao)設(she)計(ji)圖(tu)雖(sui)說(shuo)不(bu)是(shi)產(chan)品(pin)級(ji)的(de)東(dong)西(xi),也(ye)應(ying)該(gai)是(shi)經(jing)過(guo)嚴(yan)格(ge)驗(yan)證(zheng)的(de),否(fou)則(ze)也(ye)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)他(ta)們(men)的(de)芯(xin)片(pian)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong),縱(zong)然(ran)參(can)考(kao)設(she)計(ji)的(de)外(wai)圍(wei)電(dian)路(lu)有(you)可(ke)推(tui)敲(qiao)的(de)地(di)方(fang),CPU本身的管腳連接使用方法也絕對是值得我們信賴的。
當然如果萬一出現多個參考設計某些管腳連接方式不同,可以細讀CPU芯片手冊和勘誤表,或者找廠商確認;另外在設計之前,最好我們能外借或者購買一塊選定的參考板進行軟件驗證,如果沒問題那麼硬件參考設計也是可以信賴的;但要注意一點,現在很多CPU都有若幹種啟動模式,我們要選一種最適合的啟動模式,或者做成兼容設計。
根據需求對外設功能模塊進行元器件選型,元器件選型應該遵守以下原則:
a)普遍性原則:所選的元器件要被廣泛使用驗證過的盡量少使用冷偏芯片,減少風險;
b)高性價比原則:在功能、性能、使用率都相近的情況下,盡量選擇價格比較好的元器件,減少成本;
c)采購方便原則:盡量選擇容易買到,供貨周期短的元器件;
d)持續發展原則:盡量選擇在可預見的時間內不會停產的元器件;
e)可替代原則:盡量選擇pin to pin兼容種類比較多的元器件;
f)向上兼容原則:盡量選擇以前老產品用過的元器件;
g)資源節約原則:盡量用上元器件的全部功能和管腳;
對選定的CPU參考設計原理圖外圍電路進行修改,修改時對於每個功能模塊都要找至少3個ge相xiang同tong外wai圍wei芯xin片pian的de成cheng功gong參can考kao設she計ji,如ru果guo找zhao到dao的de參can考kao設she計ji連lian接jie方fang法fa都dou是shi完wan全quan一yi樣yang的de,那na麼me基ji本ben可ke以yi放fang心xin參can照zhao設she計ji,但dan即ji使shi隻zhi有you一yi個ge參can考kao設she計ji與yu其qi他ta的de不bu一yi樣yang,也ye不bu能neng簡jian單dan地di少shao數shu服fu從cong多duo數shu,而er是shi要yao細xi讀du芯xin片pian數shu據ju手shou冊ce,深shen入ru理li解jie那na些xie管guan腳jiao含han義yi,多duo方fang討tao論lun,聯lian係xi芯xin片pian廠chang技ji術shu支zhi持chi,最zui終zhong確que定ding科ke學xue、正確的連接方式,如果仍有疑義,可以做兼容設計。
這是整個原理圖設計過程中最關鍵的部分,我們必須做到以下幾點:
a)對於每個功能模塊要盡量找到更多的成功參考設計,越難的應該越多,成功參考設計是“前人”的經驗和財富,我們理當借鑒吸收,站在“前人”的肩膀上,也就提高了自己的起點;
b)要多向權威請教、學xue習xi,但dan不bu能neng迷mi信xin權quan威wei,因yin為wei人ren人ren都dou有you認ren知zhi誤wu差cha,很hen難nan保bao證zheng對dui哪na怕pa是shi最zui了le解jie的de事shi物wu總zong能neng做zuo出chu最zui科ke學xue的de理li解jie和he判pan斷duan,開kai發fa人ren員yuan一yi定ding要yao在zai廣guang泛fan調tiao查zha、學習和討論的基礎上做出最科學正確的決定;
c)如(ru)果(guo)是(shi)參(can)考(kao)已(yi)有(you)的(de)老(lao)產(chan)品(pin)設(she)計(ji),設(she)計(ji)中(zhong)要(yao)留(liu)意(yi)老(lao)產(chan)品(pin)有(you)哪(na)些(xie)遺(yi)留(liu)問(wen)題(ti),這(zhe)些(xie)遺(yi)留(liu)問(wen)題(ti)與(yu)硬(ying)件(jian)哪(na)些(xie)功(gong)能(neng)模(mo)塊(kuai)相(xiang)關(guan),在(zai)設(she)計(ji)這(zhe)些(xie)相(xiang)關(guan)模(mo)塊(kuai)時(shi)要(yao)更(geng)加(jia)注(zhu)意(yi)推(tui)敲(qiao),不(bu)能(neng)機(ji)械(xie)照(zhao)抄(chao)原(yuan)來(lai)設(she)計(ji),比(bi)如(ru)我(wo)們(men)老(lao)產(chan)品(pin)中(zhong)的(de)IDE經常出問題,經過仔細斟酌,廣泛討論和參考其他成功設計,發現我們的IDE接口有兩個管腳連線方式確實不規範;還有,針對FGPI通道丟視頻同步信號的問題,可以在硬件設計中引出硬件同步信號管腳,以便進一步驗證,更好發現問題的本質;
硬ying件jian原yuan理li圖tu設she計ji還hai應ying該gai遵zun守shou一yi些xie基ji本ben原yuan則ze,這zhe些xie基ji本ben原yuan則ze要yao貫guan徹che到dao整zheng個ge設she計ji過guo程cheng,雖sui然ran成cheng功gong的de參can考kao設she計ji中zhong也ye體ti現xian了le這zhe些xie原yuan則ze,但dan因yin為wei我wo們men可ke能neng是shi“拚”出來的原理圖,所以我們還是要隨時根據這些原則來設計審查我們的原理圖,這些原則包括:
a)數字電源和模擬電源分割;
b)數字地和模擬地分割,單點接地,數字地可以直接接機殼地(大地),機殼必須接大地;
c)保證係統各模塊資源不能衝突,例如:同一I2C總線上的設備地址不能相同,等等;
d)閱讀係統中所有芯片的手冊(一般是設計參考手冊),看它們的未用輸入管腳是否需要做外部處理,如果需要一定要做相應處理,否則可能引起芯片內部振蕩,導致芯片不能正常工作;
e)在不增加硬件設計難度的情況下盡量保證軟件開發方便,或者以小的硬件設計難度來換取更多方便、可靠、高效的軟件設計,這點需要硬件設計人員懂得底層軟件開發調試,要求較高;
f)功耗問題;
g)產品散熱問題,可以在功耗和發熱較大的芯片增加散熱片或風扇,產品機箱也要考慮這個問題,不能把機箱做成保溫盒,電路板對“溫室”是感冒的;還要考慮產品的安放位置,最好是放在空間比較大,空氣流動暢通的位置,有利於熱量散發出去;
硬件原理圖設計完成之後,設計人員應該按照以上步驟和要求首先進行自審,自審後要達到有95%以(yi)上(shang)把(ba)握(wo)和(he)信(xin)心(xin),然(ran)後(hou)再(zai)提(ti)交(jiao)他(ta)人(ren)審(shen)核(he),其(qi)他(ta)審(shen)核(he)人(ren)員(yuan)同(tong)樣(yang)按(an)照(zhao)以(yi)上(shang)要(yao)求(qiu)對(dui)原(yuan)理(li)圖(tu)進(jin)行(xing)嚴(yan)格(ge)審(shen)查(zha),如(ru)發(fa)現(xian)問(wen)題(ti)要(yao)及(ji)時(shi)進(jin)行(xing)討(tao)論(lun)分(fen)析(xi),分(fen)析(xi)解(jie)決(jue)過(guo)程(cheng)同(tong)樣(yang)遵(zun)循(xun)以(yi)上(shang)原(yuan)則(ze)、步驟;
隻(zhi)要(yao)開(kai)發(fa)和(he)審(shen)核(he)人(ren)員(yuan)都(dou)能(neng)夠(gou)嚴(yan)格(ge)按(an)以(yi)上(shang)要(yao)求(qiu)進(jin)行(xing)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)和(he)審(shen)查(zha),我(wo)們(men)就(jiu)有(you)理(li)由(you)相(xiang)信(xin),所(suo)有(you)硬(ying)件(jian)開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)設(she)計(ji)出(chu)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)一(yi)版(ban)成(cheng)功(gong)率(lv)都(dou)會(hui)很(hen)高(gao)的(de),所(suo)以(yi)提(ti)出(chu)以(yi)下(xia)幾(ji)點(dian):
a)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)自(zi)身(shen)應(ying)該(gai)保(bao)證(zheng)原(yuan)理(li)圖(tu)的(de)正(zheng)確(que)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing),要(yao)做(zuo)到(dao)設(she)計(ji)即(ji)是(shi)審(shen)核(he),嚴(yan)格(ge)自(zi)審(shen),不(bu)要(yao)把(ba)希(xi)望(wang)寄(ji)托(tuo)在(zai)審(shen)核(he)人(ren)員(yuan)身(shen)上(shang),設(she)計(ji)出(chu)現(xian)的(de)任(ren)何(he)問(wen)題(ti)應(ying)由(you)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)自(zi)己(ji)承(cheng)擔(dan),其(qi)他(ta)審(shen)核(he)人(ren)員(yuan)不(bu)負(fu)連(lian)帶(dai)責(ze)任(ren);
b)其他審核人員雖然不承擔連帶責任,也應該按照以上要求進行嚴格審查,一旦設計出現問題,同樣反映了審核人員的水平、作風和態度;
c)普通原理圖設計,包括老產品升級修改,原則上要求原理圖一版成功,最多兩版封板,超過兩版將進行績效處罰,有點吹噓之嫌;
d)對於功能複雜,疑點較多的全新設計,原則上要求原理圖兩版內成功,最多三版封板,超過三版要進行績效處罰;
e)原理圖封板標準為:電路板沒有任何原理性飛線和其他處理點。
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