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作者：電子廚師 作為一名硬件工程師，尤其是小公司的硬件工程師，需要做的工作將會涉及整個項目的各個方面。我們的根本目的是：把自己設(shè)計的硬件系統(tǒng)，以最穩(wěn)定、簡易的效果應(yīng)用在項目產(chǎn)品中。希望我們國家的科技工作者能夠設(shè)計出穩(wěn)定易用，安全可靠的產(chǎn)品，不是為了利益浮躁的前行。踏踏實實，步步注意，把我們國家的產(chǎn)品提升檔次，更加高端。 為了達到我們的目的，就這一年的經(jīng)驗，做下整個工作流程的整理反思。 1、項目剛剛開始，硬件需求設(shè)計書由項目經(jīng)理整合提出，提出以后，硬件工程師仔細分析需求，能做到的不能做到的都想好，有什么困難先提出，下面進行設(shè)計。設(shè)計階段將會有很多的復(fù)雜內(nèi)容，各類注意事項，就我能想到的列出吧。 首先，我們的設(shè)計一定要原理上過關(guān)，所有的設(shè)計基本上都有典型應(yīng)用電路可以參考，這也是為什么經(jīng)驗豐富的硬件工程師比較吃香的原因。在這個行業(yè)中（如電力、消費電子）混跡多年的人，手中必然積累了自己設(shè)計、別人設(shè)計，引用Datasheet中的典型設(shè)計等多方面的應(yīng)用電路，同時有自己的一套硬件庫（別人的庫再好再全，用起來的效率也不如自己的庫熟悉）。經(jīng)驗豐富的工程師，可以在最短的時間設(shè)計出產(chǎn)品硬件雛形，對于公司來說，可以迅速占領(lǐng)市場，有很高的價值。 設(shè)計人員的原理圖，一定要考慮實際，這是給別人看的！ 電源指示燈你不能不加吧；調(diào)節(jié)個電阻值，達到我們要的效果（如555，REF口），都要注明在原理圖上，用最簡單的方框，清晰明了。 
2、設(shè)計原理圖通過后，準(zhǔn)備進入硬件選型階段。我們選的器件，一定會考慮應(yīng)用溫度范圍、通用性、易用性甚至是ESD特性等，這一切，無不需要思前想后很久很久。舉個例子，一個10芯的接線端子臺，如果板子是平放的話，
這樣能比較方便安裝了，但是如果板子是垂直平面安裝，接線就要考慮了，
不選這樣的端子臺，如果產(chǎn)品內(nèi)腔狹窄，接線手都塞不進去，這還沒完，這個端子臺10芯的廠家有么，需要利用兩芯的、四芯的拼出來不。必須打供應(yīng)商電話確認(rèn)有我們要的產(chǎn)品不，供貨期多少天。結(jié)束了這個確認(rèn)，我們還要考慮通用性，如果這個端子臺廠家有貨但是供貨慢，那我們必須咨詢其他廠商的產(chǎn)品，端子臺要有三家可替換的型號，保證供貨，因為端子臺這個原料需要現(xiàn)做，不會有很多的備貨，供貨時間一定考慮在內(nèi)。如果最后因為少一個長供貨期的器件，造成研發(fā)延誤，這個損失可不少。 3、硬件PCB設(shè)計 這個時候布局布線是一方面，還是從基本順序上走起。 原理圖通過了，進入PCB設(shè)計，與機械部件工程師反復(fù)溝通板子外形，就算項目對板子的大小沒過高的要求也要溝通。心中要有板子大小的預(yù)期，怎么方便布線，外形可以先用設(shè)計軟件把主要大元件試著擺擺，給機械工程師看看，外形標(biāo)上直徑長度信息。這個外形設(shè)計如果項目比較急，在做完器件選型驗證后，可以提前擺放和機械工程師溝通。因為機械部分，樣品打樣時間，設(shè)計時間也是很長的，電子和機械同時開工可以進一步縮短研發(fā)時間。 正式進入PCB布局布線階段，首先，我們要把rule做好，四層板注意什么，雙層板注意什么，都要提前確定好。平時設(shè)計時，我的規(guī)則撿重點列列。 雙層板中，焊盤和鋪銅間距依據(jù)板子的大小，在20-30mil間固定，單獨應(yīng)用在polygon。走線10mil到15mil的信號線，依據(jù)走線長度，連地的焊盤選用十字花連接，散熱慢點，容易焊接。 四層板中，因為要分割內(nèi)電層，一般內(nèi)電層分割間隔我選用了15-20mil的大間距，在內(nèi)電層同網(wǎng)絡(luò)的通孔選擇直連。同一規(guī)則下，設(shè)置多個應(yīng)用對象，細分的在上，偏向全局的在下。更多更具體的規(guī)則，如果需要，咱們私下交流哈，一起討論學(xué)習(xí)！ 布局布線的要求，說實話，網(wǎng)上大神的經(jīng)驗，論壇一搜一堆，我也是搜著大神的經(jīng)驗，慢慢形成自己的風(fēng)格習(xí)慣。還是希望大家，琢磨出一套自己的方式，穩(wěn)定就行。 最后沒有具體要求的板子，補個淚滴，鋪個銅，鋪銅的容易出現(xiàn)連接不好的銅箔，加個過孔連接上下層的地，規(guī)則中也要vias變成同網(wǎng)絡(luò)鋪銅直連，這樣銅箔更新后不會變成十字花的樣子，降低連接的完整性（雖然看起來很漂亮）。再來個DRC，找找問題。 審核完成，進入硬件設(shè)計的最后階段，導(dǎo)出依據(jù)規(guī)范模版更改的BOM，原理圖的PDF導(dǎo)出（是用adobe虛擬打印pdf的方式，最大程度還原原理圖）。有時候還需要估價BOM（試過與非的BOM估價，還可以）。如果公司有需要就提供CAM文件。最后完成“制版要求”（提供給制板商，要求過孔蓋油啥的）。 4、項目硬件結(jié)束后的工作 現(xiàn)在看來，單純硬件工作結(jié)束，上面就已經(jīng)完成（先忽略掉我現(xiàn)在會做的事情，神馬焊接調(diào)試，輔助生產(chǎn)部制作的一條龍服務(wù)）。其實不然，最后公司研發(fā)主管要是聰明人的話，會讓設(shè)計人員寫一份文檔： （1）描述硬件的總體框圖； （2）各個功能模塊的設(shè)計方案； （3）使用到的IO定義（比如，調(diào)試接口、USART、控制IO、LED IO）； （4）總結(jié)（此版本的不足之處，還需要改進的方面）； 這是對于可持續(xù)發(fā)展的重要資料，任何人都是可以被代替的關(guān)鍵，一個公司，研發(fā)可持續(xù)發(fā)展，也是任何人都是可以被代替的。說的有點嚇人，總歸是可以更好的發(fā)展嘛，新人接手工作更快。 以上想法簡單，而且不成熟，也就是日常隨筆吧。愿我們國家的科研力量少些浮躁，多些沉穩(wěn)，更加穩(wěn)步前進。 |
