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作为硬件工程师,关注好这几点对嵌入式硬件设计至关重要

cathy 提交于

嵌入式设计是个庞大的工程,今天就说说硬件电路设计方面的几个注意事项,首先,咱们了解下嵌入式的硬件构架。

我们知道,CPU是这个系统的灵魂,所有的外围配置都与其相关联,这也突出了嵌入式设计的一个特点硬件可剪裁。在做嵌入式硬件设计中,以下几点需要关注。

<strong>第一、电源确定</strong>

电源对于嵌入式系统中的作用可以看做是空气对人体的作用,甚至更重要:人呼吸的空气中有氧气、二氧化碳和氮气等但是含量稳定,这就相当于电源系统中各种杂波,我们希望得到纯净和稳定符合要求的电源,但由于各种因素制约,只是我们的梦想。这个要关注两个方面:

a、电压

嵌入式系统需要各种量级的电源比如常见的5v、3.3v、1.8v等,为尽量减小电源的纹波,在嵌入式系统中使用LDO器件。如果采用DCDC不仅个头大,其纹波也是一个很头疼的问题。

b、电流

嵌入式系统的正常运行不但需要稳定足够的电源,还要有足够的电流,因此在选择电源器件的时候需要考虑其负载,我设计时一般留有30%的余量。

这样讲硬件设计,大家都懂了~

cathy 提交于

本文主要针对那些刚开始或准备开始搞设计硬件电路的工程师,高级别的硬件工程师看这篇文章就没必要了。在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。像信号完整性,EMI,PS设计准会把你搞晕。别急,一切要慢慢来。

1)总体思路。设计硬件电路,大的框架和架构要搞清楚,但要做到这一点还真不容易。有些大框架也许自己的老板、老师已经想好,自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的,那就要搞清楚要实现什么功能,然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果,越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。

2)理解电路。如果你找到了的参考设计,那么恭喜你,你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。马上就copy?NO,还是先看懂理解了再说,一方面能提高我们的电路理解能力,而且能避免设计中的错误。

3)没有找到参考设计?没关系。先确定大IC芯片,找datasheet,看其关键参数是否符合自己的要求,哪些才是自己需要的关键参数,以及能否看懂这些关键参数,都是硬件工程师的能力的体现,这也需要长期地慢慢地积累。这期间,要善于提问,因为自己不懂的东西,别人往往一句话就能点醒你,尤其是硬件设计。

菜鸟工程师容易卡壳的“11个问题”

cathy /

那些年,你学过的专业基础知识,还记得吗?如果你刚好想要找寻一份硬件工程师的工作,或者你想复习一下硬件方面的基础知识,希望这篇文章能帮助到你。

<strong>1、高速信号在走线的时候如果出现直角有什么影响?</strong>

1)正常走线的信号线在遇到直角时,线宽会变为直角的对角长度。线路的阻抗因为线宽的变化变得不再连续(锐角和钝角也一样),阻抗的不连续会带来信号的反射。

2)传输线直角形成的寄生电容,会减缓信号的上升时间。

3)在高速信号传输时,直角的位置相当于天线,会造成EMI干扰。

<strong>2、线性放大器中的某个电路,当输入电压为15mV时输出电压为6V,输入电压为30mV时输出电压为7.5V(以上均为直流电压),它的电压增益是多少?</strong>

<center>k=(7.5-6)/(0.03-0.015)=100</center>

<strong>3、开关式(D类)音频功放相对传统AB类功放的优点是什么?</strong>

体积更小。D类功放的集体管工作管工作在开关状态,AB类功放因为存在静态电流,晶体管工作在放大状态,常常需要加入散热器。

电子工程师改掉这29个习惯,你就是高手!

cathy /

<strong>导读</strong>

完成一个大的硬件工程,需要考虑的事情很多。所以,这对工程师的要求就高了些。且看下面是一个很牛叉的硬件工程师做的分享,希望能帮助到各位。

<strong>一、成本节约</strong>

现象一、这些拉高/拉低的电阻用多大的阻值关系不大,就选个整数5K吧

点评:市场上不存在5K的阻值,最接近的是 4.99K(精度1%),其次是5.1K(精度5%),其成本分别比精度为20%的4.7K高4倍和2倍。20%精度的电阻阻值只有1、1.5、2.2、 3.3、4.7、6.8几个类别(含10的整数倍);类似地,20%精度的电容也只有以上几种值,如果选了其它的值就必须使用更高的精度,成本就翻了几 倍,却不能带来任何好处。

现象二、面板上的指示灯选什么颜色呢?我觉得蓝色比较特别,就选它吧

点评:其它红绿黄橙等颜色的不管大小(5MM以下)封装如何,都已成熟了几十年,价格一般都在5毛钱以下,而蓝色却是近三四年才发明的东西,技术成熟度和供货稳定度都较差,价格却要贵四五倍。目前蓝色指示灯只用在不能用其它颜色替代的场合,如显示视频信号等。

单片机应用系统硬件设计应该考虑哪些问题?

cathy 提交于

<strong>(1) 存储器扩展:</strong>

容量需求,在选择时就考虑到单片机的内部存储器资源,如能满足要求就不需要进行扩展,在必须扩展时注意存储器的类型、容量和接口,一般尽量留有余地,并且尽可能减少芯片的数量。

选择合适的方法、ROM和RAM的形式,RAM是否要进行掉电保护等。

<strong>(2) I/O接口的扩展:</strong>

单片机应用系统在扩展I/O接口时应从体积、价格、负载能力、功能等几个方面考虑。应根据外部需要扩展电路的数量和所选单片机的内部资源(空闲地址线的数量)选择合适的地址译码方法。

<strong>(3) 输入通道的设计:</strong>

输入通道设计包括开关量和模拟输入通道的设计。开关量要考虑接口形式、电压等级、隔离方式、扩展接口等。

模拟量通道的设计要与信号检测环节(传感器、信号处理电路等)结合起来,应根据系统对速度、精度和价格等要求来选择,同时还需要和传感器等设备的性能相匹配,要考虑传感器类型、传输信号的形式(电流还是电压)、线性化、补偿、光电隔离、信号处理方式等.

【电路设计心得】什么是硬件设计?——成功的硬件设计需要什么?

cathy 提交于

硬件设计就是根据产品经理的需求PRS(Product Requirement Specification),在COGS(Cost of Goods Sale)的要求下,利用目前业界成熟的芯片方案或者技术,在规定时间内完成符合PRS功能(Function),性能(Performance),电源设计(Power Supply), 功耗(Power Consumption),散热(Thermal/Cooling),噪音(Noise),信号完整性(Signal Integrity), 电磁辐射(EMC/EMI),安规(Safety),器件采购(Component Sourcing),可靠性(Reliability),可测试性(DFT: design for test),可生产性(DFM:design for manufacture)等要求的硬件产品(注意:是产品不是开发板)。

看完此文秒懂DDR硬件设计

cathy /

<strong>DDR硬件设计要点</strong>

<strong>1、电源 DDR的电源可以分为三类:</strong>

a、主电源VDD和VDDQ,主电源的要求是VDDQ=VDD,VDDQ是给IO buffer供电的电源,VDD是给但是一般的使用中都是把VDDQ和VDD合成一个电源使用。

有的芯片还有VDDL,是给DLL供电的,也和VDD使用同一电源即可。电源设计时,需要考虑电压,电流是否满足要求,电源的上电顺序和电源的上电时间,单调性等。电源电压的要求一般在±5%以内。电流需要根据使用的不同芯片,及芯片个数等进行计算。由于DDR的电流一般都比较大,所以PCB设计时,如果有一个完整的电源平面铺到管脚上,是最理想的状态,并且在电源入口加大电容储能,每个管脚上加一个100nF~10nF的小电容滤波。

硬件设计时那些未用的引脚如何处理?

cathy /

随着集成电路规模的越来越大,如今的大规模芯片都集成了很多功能模块,但是在实际的电路设计中我们又不可能把芯片所有的功能模块(或者说接口)全部用上,因此总会有或多或少的管脚会“用不上”,那这些未用的管脚一般怎么处理呢?

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2018-04/wen_zhang_/100011214-39603-c1.j…; alt=“” width="600"></center>

对于未用管脚的处理,笔者是分三步走:

<strong>第一步:管脚分类</strong>

很多人一听到分类就开始头痛了,管脚的类型有那么多,接口的电平也不尽相同,怎么分类?

其实这里的分类只有简单的一个依据,即管脚是属于输入还是输出(Input or Output?)

硬件开发的这四大原则,你都赞同吗?

cathy /

以实际的硬件设计项目为例,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。

<strong>1、充分了解各方的设计需求,确定合适的解决方案</strong>

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。

硬件设计如何选择连接器

editor Chen /

电子产品的设计越来越趋向于模块化,不同功能模块经过有机结合可快速打造出优质、性能各异的产品,而其中模块的连接就显得尤为重要,下面是一位资深硬件工程师分享的一些关于连接器选择的经验。

连接器就像程序的函数接口,设计合理了,将来产品维护、升级、移植都会事半功倍,使产品保持持久的生命力;设计不合理,造成将来维护、升级时困难重重,牵一发而动全身,最终使产品失去竞争力,连接器的重要性不言而喻。

连接器,也就是工程师俗称的接插件,用于把两个电路板或电子设备连接起来,实现电源或信号的传输。通过连接器,可以使电路模块化,简化电子产品的装配过程,使产品便于维护、升级。

连接器种类非常多,常见的种类有通信接口端子、接线端子、线对板连接器、板对板连接器等。每个种类又可细分为若干类,如:
板对板连接器包括排针排母、PC104、板对板连接器等;
线对板连接器包括FPC连接器、IDC插座、简易牛角座等。
对于模块化的电路,连接器的选型有着举足轻重的作用,那么在选择连接器的时候我们应该从哪些角度去考虑适合硬件使用的连接器呢?