硬件开发的基本准则和思想

以实践的硬件设想项目为例，一起探究硬件开辟的基础原则和思维，同时接待人人踊跃提出本人的题目和观念。

1、充沛懂得各方的设想需要，肯定适宜的解决计划

启动一个硬件开辟项目，原始的推动力会来自于不少方面，比方市场的需求，基于全部体系架构的需求，使用软件部分的性能完成需求，进步体系某方面才能的需求等等，以是作为一个硬件体系的设计者，要自动的去懂得各个方面的需要，而且综合起来，提出最合适的硬件解决计划。

比方A项目的原始推动力来自于公司外部的一个高层软件小组，他们在实践傍边发明原有的处理器板IP转发才能不克不及餍足请求，从而关于体系的设置和应用都市造成很大的方便，以是他们提出了对新硬件的需要。

依据这个目的，硬件计划中就针对性的选用了两个高性能网络处理器，而后还需要深刻的和软件设计者交换，以肯定内存巨细，外部布局，对外接口和调试接口的数目及范例等等细节，比方软件职员爱好将操纵信令通路和数据通路完整分开来，如许在肯定外部数据走向的时间要谨慎思量。

项目开端之初是需求召开不少的接头集会的，应当尽可能约请所有相干部分来介入，优点有三个，第一能够充沛懂得人人的需求，以避免在体系设想上脱漏首要的性能，第二是能够让各个部分懂得这个项目的情形，提前做好时候和职员上合作的预备，第三是从豪情方面讲，在设想之初各个部分就介入了出去，这个项目就变成为了人人配合的一个血汗结晶，会失掉人人的庇护和精良分工，对实现事情是颇有赞助的。

2、原理图设想中要注意的题目

原理图设想中要有“拿来主义”，当初的芯片厂家普通都可以供应参考设想的原理图，以是要尽可能的借助这些资本，在充沛懂得参考设想的基础上，做一些本人的发扬。当首要的芯片选定当前，最关头的核心设想包孕了电源，时钟和芯片间的互连。

电源是保障硬件体系失常事情的根底，设想中要细致的阐发：体系可以或许供应的电源输出；单板需求发生的电源输入；各个电源需求供应的电流巨细；电源电路服从；各个电源可以或许同意的动摇局限;全部电源体系需求的上电次第等等。

比方A项目中的网络处理器需求1.25V作为焦点电压，请求精度在 5%- -3%之间，电流需求12A摆布，依据这些请求，设想中接纳5V的电源输出，应用Linear的开关电源控制器和IR的MOSFET搭建了适宜的电源提供电路，精度请求抉择了输入电容的ESR抉择，并且为避免电流过大造成的电压跌落，加入了远端反馈的性能。

时钟电路的完成要考虑到目的电路的颤动等请求，A项目顶用到了GE的PHY器件，刚开始的时间应用一个外部带锁相环的零延时时钟调配芯片供应100MHz时钟，效果GE链路上涌现了丢包，起初换成简略的时钟Buffer器件就解决了丢包题目，阐发起来便是外部的锁相环引入了颤动。

芯片之间的互连要保障数据的无误传输，在这方面，高速的差分信号线拥有速度高，好布线，旌旗灯号完整性好等特色，A项目中的多芯片间互连均采用了高速差分信号线，在调试和测试中没有涌现题目。

3、PCB设想中要注意的题目

PCB设想中要做到目标明确，关于首要的信号线要异常严峻的请求布线的长度和处置地环路，而关于低速和不重要的信号线就能放在稍低的布线优先级上。首要的部份包孕：电源的宰割；内存的时钟线，控制线和数据线的长度请求；高速差分线的布线等等。

A项目中应用内存芯片完成了1G巨细的DDR memory，针对这个部份的布线是异常关头的，要考虑到控制线和地点线的拓扑漫衍，数据线和时钟线的长度差异操纵等方面，在完成的过程当中，依据芯片的数据手册和实践的事情频次能够得出详细的布线划定规矩请求，比方统一组内的数据线长度相差不克不及跨越多少个mil，每一个通路之间的长度相差不克不及跨越多少个mil等等。

当这些请求肯定后就能明确请求PCB设想职员来完成了，假如设想中所有的首要布线请求都明确了，能够转换成团体的布线束缚，应用CAD中的主动布线对象软件来完成PCB设想，这也是在高速PCB设想中的一个进展趋向。

4、查抄和调试

当预备调试一块板的时间，一定要先当真的做好目视查抄，检查在焊接的过程当中是不是有可见的短路和管脚搭锡等毛病，查抄是不是有元器件型号搁置谬误，第一脚搁置谬误，漏装置等题目，然后用万用表丈量各个电源到地的电阻，以查抄是不是有短路，这个好习惯能够防止冒然上电后毁坏单板。

调试的过程当中要有和蔼的心态，碰见问题是异常失常的，要做的便是多做比拟和阐发，慢慢的消除大概的缘故原由，要深信“凡事都是有设施解决的”和“题目涌现一定有它的缘故原由”，如许最初一定能调试胜利。

5、一些总结的话

现在从手艺的角度来讲，每一个设想终究都可以做出来，然则一个项目的胜利与否，不单单取决于技术上的完成，还与实现的时候，产物的品质，团队的合营亲近相干，以是精良的团队合作，通明坦诚的项目相同，精致周到的研发部署，丰裕的物料和职员部署，如许能力保障一个项目的胜利。

一个好的硬件工程师实际上便是一个项目司理，他/她需要从外界交换猎取对本人设想的需要，而后汇总，阐发成详细的硬件完成。还要跟浩繁的芯片和计划供应商联络，从中挑选出适宜的计划，当原理图完成后，他/她要构造共事来举行合营评审和查抄，还要和CAD工程师一路事情来实现PCB的设想。

与此同时，还要准备好BOM清单，开端推销和预备物料，联络加工厂家实现板的贴装。在调试的过程当中他/她要构造好软件工程师来一路攻关调试，合营测试工程师一路解决测试中发明的题目，比及产物推出到现场，假如涌现题目，还需要做到实时的支撑。以是做一个硬件设想职员要训练出精良的相同才能，面临压力的调理才能，统一时候处置多个事务的协谐和定夺才能和精良和蔼的心态等等。

另有细心和当真，由于硬件设想上的一个小漠视每每就会造成非常大的经济丧失，比方曩昔碰着一块板在PCB设想完整出创造文件的时间误操作造成了电源层和地层连在了一路，PCB板创造终了后又没有查抄直接上生产线贴装，到测试的时间才发明短路题目，然则元器件曾经都焊接到板上了，效果造成了几十万的丧失。以是细心和当真的查抄，负责任的测试，不懈的进修和积存，能力使得一个硬件设想职员继续不息的前进。