電子電路設(shè)計(jì)基本流程及集成電路設(shè)計(jì)流程簡(jiǎn)介

從今天開始來(lái)介紹一下電路板設(shè)計(jì)入門。

目的是為了讓大家多少可以自行設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的電路板。同時(shí)可以檢閱自己在設(shè)計(jì)中所存在的知識(shí)的遺漏。

至于專家級(jí)別的，可以跳過(guò)鄙人的文章。因?yàn)槊刻斓臅r(shí)間有限，望大家見諒。

那么閑話少說(shuō)，開正題。

話說(shuō)，咱是咋進(jìn)入這個(gè)行業(yè)的。(跑題了吧?)

是因?yàn)閷W(xué)校的知識(shí)沒(méi)學(xué)好，沒(méi)有分清啥子是電路設(shè)計(jì)，啥子是電路板設(shè)計(jì)。

正是因?yàn)槿绱?，一下子跑偏了自己的命運(yùn)。老板說(shuō)，來(lái)我公司做電路板設(shè)計(jì)吧。好滴好滴地回答了，滿腦子里以為是電路設(shè)計(jì)。

那么電路設(shè)計(jì)與電路板設(shè)計(jì)的區(qū)別是什么呢?

電路設(shè)計(jì)：電氣電路和電子電路設(shè)計(jì)。電路主要分為數(shù)字電路和模擬電路。

數(shù)字電路那可以說(shuō)是無(wú)處不在了，最常見的是生活中所用的電腦，手機(jī)還有家電類。模擬電路則多見于電源，驅(qū)動(dòng)及工業(yè)模擬控制等。本文只談及電子電路設(shè)計(jì)。

簡(jiǎn)單粗暴的解釋就是，學(xué)校里學(xué)習(xí)的電阻，電容等電子元件符號(hào)用線連起來(lái)，就是電路設(shè)計(jì)。

電路板設(shè)計(jì)：則是依據(jù)電路設(shè)計(jì)完成的電路圖紙(概念)，完成電路板實(shí)物的平面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)傳給電路板生產(chǎn)商，就可以生產(chǎn)出電路板來(lái)了(說(shuō)的容易...)。

話說(shuō)到這里，只是對(duì)電路設(shè)計(jì)感興趣的朋友們請(qǐng)繞行，以免耽誤寶貴的時(shí)間。

電子電路設(shè)計(jì)基本流程

1、先分析所要實(shí)現(xiàn)的功能，并對(duì)其功能進(jìn)行歸類整合，明確輸入變量、輸出變量和中間變量。

2、提出電路的功能要求，明確各功能塊的功能及其相互間的連接關(guān)系，并作框圖設(shè)計(jì)。

3、確定或者設(shè)計(jì)各單元電路，確定其中的主要器件，給出單元電路圖。

4、整合各單元電路，規(guī)范設(shè)計(jì)統(tǒng)一的供電電路即電源電路，并做好級(jí)聯(lián)的設(shè)計(jì)。

5、設(shè)計(jì)詳盡電路全圖，確定全部元器件并給出需用元器件清單。

6、根據(jù)元器件和電路設(shè)計(jì)印制電路板圖，并給出相應(yīng)的元器件分布圖、接線圖等。如果是整機(jī)的，一般還要提供整機(jī)結(jié)構(gòu)圖。

7、實(shí)現(xiàn)工藝比較復(fù)雜以及有特殊工藝要求的，需要給出工藝要求說(shuō)明，或者給出工藝設(shè)計(jì)報(bào)告。

8、進(jìn)行業(yè)余設(shè)計(jì)或者屬于單體實(shí)驗(yàn)開發(fā)類的電路設(shè)計(jì)時(shí)，還要經(jīng)過(guò)調(diào)試與測(cè)試。并給出實(shí)驗(yàn)與測(cè)試的結(jié)果。

9、寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書或者設(shè)計(jì)報(bào)告。

集成電路設(shè)計(jì)流程

1、電路設(shè)計(jì)

依據(jù)電路功能完成電路的設(shè)計(jì)。

2、前仿真

電路功能的仿真，包括功耗，電流，電壓，溫度，壓擺幅，輸入輸出特性等參數(shù)的仿真。

3、版圖設(shè)計(jì)(Layout)

依據(jù)所設(shè)計(jì)的電路畫版圖。一般使用Cadence軟件。

4、后仿真

對(duì)所畫的版圖進(jìn)行仿真，并與前仿真比較，若達(dá)不到要求需修改或重新設(shè)計(jì)版圖。

5、后續(xù)處理

將版圖文件生成GDSII文件交予Foundry流片。

大多數(shù)時(shí)候，出現(xiàn)在教科書中的電路圖和設(shè)計(jì)與我們每天工作中完成的真實(shí)電路大相徑庭。電路設(shè)計(jì)并非易事，因?yàn)樗枰獙?duì)構(gòu)成電路部分的每個(gè)元件都有充分了解，且實(shí)現(xiàn)“完美”設(shè)計(jì)需要大量實(shí)踐。但是，當(dāng)你在電路設(shè)計(jì)中牢記并應(yīng)用以下技巧時(shí)，它們將有助于使你的電路看起來(lái)更專業(yè)、能以最佳效率工作、并提高你的專業(yè)素養(yǎng)。

1、使用框圖

本技巧似乎顯而易見，但往往被過(guò)分自信的人忽視，他們認(rèn)為自己已經(jīng)把要做的活都弄明白了。完全按照你的需要表述電路的方框圖對(duì)電路的成功設(shè)計(jì)至關(guān)重要。在你開始工作之前，方框圖為你提供了一個(gè)大綱，它還為將要查看和檢查你電路的任何人提供了極好的參考資料。

圖1 單張大幅原理圖

2、各個(gè)擊破

在很多情況下，在設(shè)計(jì)電路時(shí)你可能不會(huì)單打獨(dú)斗，所以花時(shí)間將設(shè)計(jì)劃分為各功能塊，每個(gè)塊都有定義的接口，就可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)擊破的策略;參與電路設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師可以專注于各個(gè)塊。這些塊可以獨(dú)立地用于你目前正著手的項(xiàng)目，也可以在將來(lái)重復(fù)用于不同的電路設(shè)計(jì)。通過(guò)這種方法，你可以在事情不順利的時(shí)候輕松排除故障，因?yàn)槟銓⒛軌蜃R(shí)別你遇到的麻煩是哪個(gè)塊引起的。

圖2 清晰標(biāo)記的框圖

3、為電路網(wǎng)絡(luò)命名

的確，對(duì)這一步可能會(huì)有疑惑，但確保對(duì)pcb上的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行命名并標(biāo)注每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的用途，可在緊要關(guān)頭，為你提供諸多幫助。當(dāng)你必須調(diào)試或運(yùn)行模擬時(shí)，它也很有用。網(wǎng)絡(luò)命名可讓你在出問(wèn)題時(shí)，知道該在哪下手。請(qǐng)記住：使命名易于識(shí)別;使命名對(duì)其要傳載的意義一目了然。

4、記筆記

談到電子設(shè)計(jì)，你的筆記就是你的靈丹妙藥。重要的是記錄研發(fā)過(guò)程的每一步，你遇到的每個(gè)坑、找到的每個(gè)解決方案、以及與你的設(shè)計(jì)相關(guān)的任何其它內(nèi)容。請(qǐng)務(wù)必記下為什么為你的設(shè)計(jì)選用某些組件、邏輯表的式樣、以及設(shè)計(jì)電路時(shí)的任何特殊注意事項(xiàng)。你的筆記有多種用途：

通過(guò)清楚地記錄每一步，你可以“回放”并查看哪里可能出問(wèn)題、或你可在哪里進(jìn)行修改以得到更高效的設(shè)計(jì)。

可以使用和交叉引用以前項(xiàng)目的注釋，以便更好地理解、實(shí)現(xiàn)更好的方案以及激發(fā)出與當(dāng)前工作相關(guān)的更多靈感。

你可以幫助其他人解決其設(shè)計(jì)問(wèn)題，并在以后需要時(shí)閱讀他們的筆記。

5、文本放置保持一致

如果你指定某些名稱或在圖表上進(jìn)行注釋，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，再次查看時(shí)很難弄清這些文字到底是什么意思。在原理圖上放置符號(hào)和名稱時(shí)，請(qǐng)確保與命名過(guò)程保持一致。寫注釋時(shí)，不要在電路的一部分橫著寫，而在所有其它部分豎著寫。盡量確保名稱之間有一些空白，這樣包括你在內(nèi)的讀者就不會(huì)感到困惑。注釋間不要害怕有空白。實(shí)際上，空白有助于減少將圖示與書寫混在一起引發(fā)的混亂。這同樣適用于速記命名。如果你要以縮寫表述任何內(nèi)容，請(qǐng)嘗試在下面添加解釋的“段子”，或確保它們易于識(shí)別。

6、流程化

不要削足適履試圖將你的示意圖(plan)和注釋壓縮進(jìn)特定數(shù)量的頁(yè)面。占頁(yè)多少并不重要;不要茍且你原理圖的質(zhì)量。確保電路設(shè)計(jì)始終如一。這有助于提高可讀性和更好的應(yīng)用。在電子電路設(shè)計(jì)方面沒(méi)有捷徑;這完全取決于付出的努力和努力的結(jié)果。

圖3 “流程化”

7、保留標(biāo)題

為原理圖的每頁(yè)制作標(biāo)題、進(jìn)而提供了每頁(yè)的更多信息，這會(huì)使你受益。除可讀性更高外，這樣做還可以更輕松地為你的原理圖頁(yè)編制索引。這在調(diào)試時(shí)會(huì)帶來(lái)益處：當(dāng)你需要引用電路的某個(gè)部分、但又太忙無(wú)暇翻遍每一頁(yè)、只得救助大腦記憶試圖找出所需圖表的位置時(shí)——頁(yè)索引會(huì)幫大忙。

8、使連接器可見

你需要能立即區(qū)分所有連接器。最好的選擇是在原理圖中使用引腳表述連接器。通過(guò)簡(jiǎn)單的連接器識(shí)別，你將能夠正確地追溯電路，且不會(huì)迷失在連接中。選用引腳之所以方便，是因?yàn)樗鼘?ldquo;堅(jiān)守”其位置。與貼紙(sticker)或顏色不同，引腳能更突出引人注目，而不會(huì)在圖表和筆記中占用太多空間。

結(jié)論

上面提到的技巧肯定會(huì)幫助你更好地設(shè)計(jì)電路;它們將有助于調(diào)試、模擬、注釋參考等等。如果你記住這些技巧并在設(shè)計(jì)的所有階段應(yīng)用它們，那么你會(huì)發(fā)現(xiàn)自己在眨眼之間成為電子電路設(shè)計(jì)的專業(yè)人士。

附注：不同的行業(yè)，可能會(huì)有不同的要求，于是表現(xiàn)也不盡相同，所以不可生搬硬套。但是總的看來(lái)，不同行業(yè)的模擬電路設(shè)計(jì)總可歸結(jié)為：電路/系統(tǒng)/工藝/CAD這四大塊，只是偏重點(diǎn)不同而已，比如搞分立件設(shè)計(jì)，工藝要求會(huì)弱點(diǎn)。