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电路板打样设计的充分性和必要性


发布者:菠萝制造 | 人气:21 | 发表时间:2019-07-23

  电路设计包括原理图和线路板图两个具体工作范畴,这2个范畴具有高度统一性也有明显区别。可由一个专业工程师去做,也可以分成2个专业工程师。原理图解决的问题是把握需求分析,验证设计方案,其输入是任务书(或派生的硬件设计需求)和硬件设计方案。其输出是能指导线路板工作的原理图。这个工作顾名思义重视的是原理性的内容。线路板工程师解决的问题更靠近实际,看得见模得着那种。与器件特性、布局、电路板制作规范等密切相关。





  做结构设计,有绝大多数结构与内置的线路板密切关联,例如:外形尺寸、安装固定、对外接口、器件摆放、电路布局、对外辐射、抗外部辐射等。而其中的许多因素并不是结构设计专业所能了解的,最主要的是很多情况下,用户并不专业,因此我公司被迫具备了一定的硬件研发能力。视用户的需求来制定在硬件研发上帮用户做到何种程度。


  在这种工程实际的产品设计过程中,笔者就个人的一些经验,归纳成充分性和必要性两个方面。这2个方面都与工程实际密切相关,其主要目的是首先保证设计符合需求,其次保证方案最优。


  充分性的主要含义就是要充分保证设计需求,满足各种指标和性能要求。必要性则考虑的是方案是否最优,涉及成本、工艺性、维修等方面内容。二者有机结合,设计出来的产品才算合格。


  充分性除了能满足客户需求之外,还要满足一些潜在的需求。具体说就是合理的裕度,将来升级的可能性考虑。这也很重要,千万避免将来为了增加一个io口导致重新设计的情况。而合理的裕度比较难以评估,例如输入带宽要求5M,设计成8M算合理呢还是10M算合理呢,这个由主任考虑,一般都写在方案里了。如果某个芯片,8M和20M基本一个价,那当然用20M的了,裕度大嘛。


  必要性就是反过来考察设计方案了,是否有必要这么设计,是否出现为了某个需求付出不合比例的成本等,也直接考察整体的硬件方案是否比较优化,有没有更好的方案等。如果某个芯片面临停产,则设计中有必要更换另一个远景较好的芯片,总之,考虑要周全,目标要放远。


  再来说说成本的问题,说重一些,成本也是核心内容。越是批量大的产品,越要考虑成本。笔者在04年左右接过一个工作,当时给了我2万,我高兴得不得了,活是把一个pic的程序优化,从4.3K优化到小于4K,没有源程序,只有烧写代码。我当时不懂为什么这么做,用了一个星期时间,一段一段优化,最后优化到3.7K了,功能完全保持,懂汇编的都会做。纯语句优化就可以。


  后来才知道,人家是一个OEM集成商,完全不懂技术。他们买的技术,用的pic是8K容量的,换4K容量的PIC,一年能省30多万,我当时彻底晕了。


  光说虚的会瞌睡的,下面来点稍微给力的:


  1:电阻


  注意功率富裕度要在1倍以上,不要算出来1/8W就用0805,至少要用1206的。否则板子那个地方就可能比较热。1%和5%的在批量买时价格有小差别,10盘的时候能差几十块,但是基本可以忽略不计。如果板子没有别的表贴件就不要选表贴电阻,会带来额外焊接成本。如果有表贴件,则尽量用表贴电阻,省成本,省焊接费,省空间,电气特性好。


  2:电容


  成本差别很大,与电容材料和封装的关系十分密切,首先明确需求,以便确定材料,再选择合适的封装。注意,能充分满足要求即可,因为价格差别很大。电解电容的电压裕度要一倍以上,比如5V电路至少要用9V电容,因为电解电容热稳定性较差,温度稍微高点,耐压急剧下降。耐压也不要过大,5V电路选个35V电容,体积会大很多,价格也差不少。


  3:外围芯片


  一定要考察好将来是否停产,要多听听代理商或技术支持的意见和推荐,他们熟悉产品系列,但要分辨他们可能为了主推某芯片而有所偏向。有时用成熟芯片不一定价格好,比如经典的6264,市场价现在都在数十元以上,还经常买不到,而目前常用的62256才4元钱。


  做电路设计要不厌其烦,一个元件一个元件仔细抠。说某人不是“吓”大的,可以。但绝不能说硬件工程师不是出错“出”大的。


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