硬件开发设计

最新推荐文章于 2024-04-07 06:30:00 发布

xuhuaiyaun

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文章标签：单片机硬件工程嵌入式硬件

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/xuhuaiyaun/article/details/122706724

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硬件方案选取

一、什么是硬件？

硬件是物理层面的，能看得到摸得着的东西，它是一种物质载体，物质基础。广义来说人类都是生活在物质基础之上，可以把所有能看到的东西都统称为硬件。当然狭义来说，一般我们所说的软件和硬件指的是电子领域的。

其实对于非电子领域的人，很难想明白计算机是怎么工作的，硬件是怎样工作的，软件是怎样工作的，即使你知道都是0和1，但你没做过相关工作，你发现不了其中的神奇之处。其实你只要知道，软件驱动硬件工作，驱动的激励是什么?是电讯号!硬件接收到的这个电讯号分为0和1，硬件的响应速度非常快。

二、什么是硬件设计？

一般来说硬件设计指的是电路设计，这样说是没问题的，因为你所有的工作都是围绕电路设计，最终的目标也是产出一个优秀的电路，能够满足各种要求，经历各种考验。但实际上我们要求的是产品，而不是单板。

硬件设计就是根据产品经理的需求PRS，在COGS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：

(1)PRS功能(Function)

(2)性能(perrformance)

(3)电源设计(power Supply)

(4)功耗(power Consumption)

(5)散热(Thermal/Cooling)

(6)噪音(Noise)

(7)信号完整性(Signal Integrity)，

(8)电磁辐射(EMC/EMI)

(9)安规(Safet)

(10)器件采购(Component Sourcing)

(11)可靠性(Reliability)

(12)可测试性(DFT: design for test)

(13)可生产性(DFM：design for manufacture)

上述要求的硬件产品(注意：是产品不是开发板)。可以看到，一个成功的硬件设计，主要功能的实现只是所有环节中的一小部分。刚开始工作的时候，觉得板子电路设计完就完成了50%工作，PCB回板主要功能都能实现了，那就完成了80%的工作。实际上不是的，PCB回板主要功能都实现了，连30%工作都没有。所以不管是时间上，还是阶段上，产品的硬件设计时一个漫长过程。阶段性的过程验证是非常有必要的。

而且你在一个公司做产品硬件设计，一般情况下都是参考成熟的方案，主芯片CPU主要功能的实现最终还是依靠芯片厂商提供的套片方案，一般来说为了降低风险，主要是参考套片方案的参考设计完成，芯片厂商也会提供包括器件封装，参考设计，仿真模型，PCB参考等等全部资料，在芯片功能越来越复杂的今天，一个片子动不动就几百上千个PIN，对于一个新项目来说，是没有时间一页页去吃透每个PIN，每个输入输出的具体功能，电气参数的，尤其是对于高速设计，比如DDR3接口，XAUI接口等等。一般来说芯片厂商提供的参考设计就是他们经过开发，验证，测试的最佳方案了，很多情况就是你必须按照参考设计来做，否则硬件可能就有问题，一般来说就是信号完整性问题或者EMC问题。"

三、什么是硬件电路设计？

顾名思义，硬件电路设计就是设计电路的，能够熟练使用cadence绘制电路与查看PCB。硬件设计中的电路设计是HWE最重要的职责。电路设计考验的是HWE的设计基本功，即对一些硬件器件的理解以及灵活应用，比如：

①CPU;

②电阻，电容，电感;

③二极管，三极管;

④保护器件，接口器件;

⑤逻辑芯片，逻辑功能;

⑥小芯片;

⑦电源。

设计时需要考虑前面说到的13条内容，目前大公司的各种流程保证了设计时各部门的联动，还是很好的。

每个公司都会有自己的硬件电路设计规范，这个需要自己好好去看一下，并用在实践中。硬件电路设计主要针对电路设计，里面涉及的东西比较多，对电路模块的设计后面会有单独的章节讨论。硬件电路设计需要足够的经验与理论知识。

四、硬件设计开发流程