電路設(shè)計(jì)的充分性和必要性

電路設(shè)計(jì)包括原理圖和線路板圖兩個(gè)具體工作范疇，這2個(gè)范疇具有高度統(tǒng)一性也有明顯區(qū)別?？捎梢粋€(gè)專業(yè)工程師去做，也可以分成2個(gè)專業(yè)工程師。原理圖解決的問題是把握需求分析，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案，其輸入是任務(wù)書(或派生的硬件設(shè)計(jì)需求)和硬件設(shè)計(jì)方案。其輸出是能指導(dǎo)線路板工作的原理圖。這個(gè)工作顧名思義重視的是原理性的內(nèi)容。線路板工程師解決的問題更靠近實(shí)際，看得見模得著那種。與器件特性、布局、電路板制作規(guī)范等密切相關(guān)。

　　做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)與內(nèi)置的線路板密切關(guān)聯(lián)，例如：外形尺寸、安裝固定、對(duì)外接口、器件擺放、電路布局、對(duì)外輻射、抗外部輻射等。而其中的許多因素并不是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)所能了解的，最主要的是很多情況下，用戶并不專業(yè)，因此我公司被迫具備了一定的硬件研發(fā)能力。視用戶的需求來(lái)制定在硬件研發(fā)上幫用戶做到何種程度。

　　在這種工程實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，筆者就個(gè)人的一些經(jīng)驗(yàn)，歸納成充分性和必要性兩個(gè)方面。這2個(gè)方面都與工程實(shí)際密切相關(guān)，其主要目的是首先保證設(shè)計(jì)符合需求，其次保證方案最優(yōu)。

　　充分性的主要含義就是要充分保證設(shè)計(jì)需求，滿足各種指標(biāo)和性能要求。必要性則考慮的是方案是否最優(yōu)，涉及成本、工藝性、維修等方面內(nèi)容。二者有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品才算合格。

　　充分性除了能滿足客戶需求之外，還要滿足一些潛在的需求。具體說(shuō)就是合理的裕度，將來(lái)升級(jí)的可能性考慮。這也很重要，千萬(wàn)避免將來(lái)為了增加一個(gè)io口導(dǎo)致重新設(shè)計(jì)的情況。而合理的裕度比較難以評(píng)估，例如輸入帶寬要求5M，設(shè)計(jì)成8M算合理呢還是10M算合理呢，這個(gè)由主任考慮，一般都寫在方案里了。如果某個(gè)芯片，8M和20M基本一個(gè)價(jià)，那當(dāng)然用20M的了，裕度大嘛。

　　必要性就是反過(guò)來(lái)考察設(shè)計(jì)方案了，是否有必要這么設(shè)計(jì)，是否出現(xiàn)為了某個(gè)需求付出不合比例的成本等，也直接考察整體的硬件方案是否比較優(yōu)化，有沒有更好的方案等。如果某個(gè)芯片面臨停產(chǎn)，則設(shè)計(jì)中有必要更換另一個(gè)遠(yuǎn)景較好的芯片，總之，考慮要周全，目標(biāo)要放遠(yuǎn)。

　　再來(lái)說(shuō)說(shuō)成本的問題，說(shuō)重一些，成本也是核心內(nèi)容。越是批量大的產(chǎn)品，越要考慮成本。筆者在04年左右接過(guò)一個(gè)工作，當(dāng)時(shí)給了我2萬(wàn)，我高興得不得了，活是把一個(gè)pic的程序優(yōu)化，從4.3K優(yōu)化到小于4K，沒有源程序，只有燒寫代碼。我當(dāng)時(shí)不懂為什么這么做，用了一個(gè)星期時(shí)間，一段一段優(yōu)化，最后優(yōu)化到3.7K了，功能完全保持，懂匯編的都會(huì)做。純語(yǔ)句優(yōu)化就可以。

　　后來(lái)才知道，人家是一個(gè)OEM集成商，完全不懂技術(shù)。他們買的技術(shù)，用的pic是8K容量的，換4K容量的PIC，一年能省30多萬(wàn)，我當(dāng)時(shí)徹底暈了。

　　光說(shuō)虛的會(huì)瞌睡的，下面來(lái)點(diǎn)稍微給力的：

　　1：電阻

　　注意功率富裕度要在1倍以上，不要算出來(lái)1/8W就用0805，至少要用1206的。否則板子那個(gè)地方就可能比較熱。1%和5%的在批量買時(shí)價(jià)格有小差別，10盤的時(shí)候能差幾十塊，但是基本可以忽略不計(jì)。如果板子沒有別的表貼件就不要選表貼電阻，會(huì)帶來(lái)額外焊接成本。如果有表貼件，則盡量用表貼電阻，省成本，省焊接費(fèi)，省空間，電氣特性好。

　　2：電容

　　成本差別很大，與電容材料和封裝的關(guān)系十分密切，首先明確需求，以便確定材料，再選擇合適的封裝。注意，能充分滿足要求即可，因?yàn)閮r(jià)格差別很大。電解電容的電壓裕度要一倍以上，比如5V電路至少要用9V電容，因?yàn)殡娊怆娙轃岱€(wěn)定性較差，溫度稍微高點(diǎn)，耐壓急劇下降。耐壓也不要過(guò)大，5V電路選個(gè)35V電容，體積會(huì)大很多，價(jià)格也差不少。

　　3：外圍芯片