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2018-12-25 17:09:18分類︰硬件開發1796

嵌入式產品的硬件形態各異,CPU 從簡單的4 位/8位單片機到32 位的ARM處理器,以及其他專用IC。另外,依據產品的不同需求,外圍電路也各不相同。每一次硬件開發過程,都需要依據實際的需求,考慮多方面的因素,選擇最合適的方案來。         相關文章︰《亚博登录平台硬件開發流程中比較重要的方面有哪些?
 

硬件產品開發流程及規範
 

硬件階段1︰硬件產品需求

在這一個階段,我們需要弄清楚的是產品的需求從何而來,一個成功的產品,我們需要滿足哪些需求。只有需求明確了,我們的產品開發目標才能明確。在產品需求分析階段,我們可以通過以下這些途徑獲取產品需求︰

1)市場分析與調研,主要是看市場有什麼需求,還有就是前沿的技術是什麼(站在做一款產品的角度);

2)客戶調研和用戶定位,從市場廣大客戶那獲取最準確的產品需求(要注意分析市場,產品生命周期,升級是否方便);

3)利潤導向(成本預算);

4)如果是外包項目,則需要我們的客戶提供產品的需求(直接從客戶那獲取,讓客戶簽協議);

注意事項︰當一個項目做完的時候,如果客戶突然又增加需求,增加功能,將導致你的項目周期嚴重拖延,成本劇烈上升,並且測試好的產品可能要全部重新測試,原本的設計可能將不會滿足當前的要求,所以做項目之前,最好要跟客戶把需求確定下來,並且簽定一份協議,否則,你辛苦多少個日日夜夜,得到的將是一個無法收拾的爛攤子!

硬件階段2︰硬件總體設計方案

一個硬件開發項目,它的需求可能來自很多方面,比如市場產品的需要或性能提升的要求等,因此,作為一個硬件設計人員,我們需要主動去了解各個方面的需求並分析,根據系統所要完成的功能,選擇最合適的硬件方案。

在這一階段,我們需要分析整個系統設計的可行性,包括方案中主要器件的可采購性,產品開發投入,項目開發周期預計,開發風險評估等,並針對開發過程中可能遇到的問題,提前選擇應對方案,保證硬件的順利完成。
 

硬件產品開發流程及規範
 

硬件階段3︰硬件電路原理圖設計

在系統方案確定後,我們即可以開展相關的設計工作,原理設計主要包括系統總體設計和詳細設計,最終產生詳細的設計文檔和硬件原理圖。

原理設計和PCB設計是設計人員最主要的兩個工作之一,在原理設計過程中,我們需要規劃硬件內部資源,如系統存儲空間,以及各個外圍電路模塊的實現。另外,對系統主要的外圍電路,如電源、復位等也需要仔細的考慮,在一些高速設計或特殊應用場合,還需要考慮EMC/EMI等。

電源是保證硬件系統正常工作的基礎,設計中要詳細的分析︰系統能夠提供的電源輸入;單板需要產生的電源輸出;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範圍;整個電源系統需要的上電順序等等。

為了系統穩定可靠的工作,復位電路的設計也非常重要,如何保證系統不會在外界干擾的情況下異常復位,如何保證在系統運行異常的時候能夠及時復位,以及如何合理的復位,才能保證系統完整的復位後,這些也都是我們在原理設計的時候需要考慮的。

同樣的,時鐘電路的設計也是非常重要的一個方面,一個不好的時鐘電路設計,可能會引起通信產品的數據丟包,產生大的EMI,甚至導致系統不穩定。

注意事項︰原理圖設計中要有“拿來主義”!現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,做一些自己的發揮。

硬件階段4︰PCB圖設計

PCB設計階段,即是將原理圖設計轉化為實際的可加工的PCB 線路板,目前主流的PCB 設計軟件有PADS,Candence 和Protel幾種。

PCB設計,尤其是高速PCB,需要考慮EMC/EMI,阻抗控制,信號質量等,對PCB 設計人員的要求比較高。為了驗證設計的PCB是否符合要求,有的還需要進行PCB 仿真。並依據仿真結果調整PCB 的布局布線,完成整個的設計。

硬件階段5︰PCB加工文件制作與PCB打樣

PCB繪制完成以後,在這一階段,我們需要生成加工廠可識別的加工文件,即常說的光繪文件,將其交給加工廠打樣PCB 空板。一般1~4層板可以在一周內完成打樣。
 

硬件產品開發流程及規範
 

硬件階段6: 硬件產品的焊接與調試

在拿到加工廠打樣會的 PCB空板以後,接下來我們,需要檢查PCB空板是否和我們設計預期一樣,是否存在明顯的短路或斷痕,檢查通過後,則需要將前期采購的元器件和PCB空板交由生產廠家進行焊接(如果PCB 電路不復雜,為了加快速度,也可以直接手工焊接元器件)。

當PCB 已經焊接完成後,在調試PCB之前,一定要先認真檢查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,然後用萬用表測量各個電源到地的電阻,以檢查是否有短路,這樣可以避免貿然上電後損壞單板。調試的過程中要有平和的心態,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,直致最終調試成功。

在硬件調試過程中,需要經常使用到的調試工具有萬用表和示波器,邏輯分析儀等,用于測試和觀察板內信號電壓和信號質量,信號時序是否滿足要求。

硬件階段7︰硬件產品測試

當硬件產品調試通過以後,我們需要對照產品產品的需求說明,一項一項進行測試,確認是否符合預期的要求,如果達不到要求,則需要對硬件產品進行調試和修改,直到符合產品需求文明(一般都以需求說明文檔作為評判的一句,當然明顯的需求說明錯誤除外)。

硬件階段8: 硬件產品

我們最終開發的硬件成功。一個完整的,完成符合產品需求的硬件產品還不能說明一個成功的產品開發過程,我們還需要按照預定計劃,準時高質量的完成。才是一個成功的產品開發過程。

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