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(xiàn)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(zhuān)業(yè)工程師去做，也可以分成2個(gè)專(zhuān)業(yè)工程師。原理圖解決的問(wèn)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(shū)(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(xiàn)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(xiàn)路板工程師解決的問(wèn)題更靠近實(shí)際，看得見(jiàn)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(xiàn)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(zhuān)業(yè)所能了解的，最主要的是很多情況下，用戶(hù)并不專(zhuān)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(hù)的需求來(lái)制定在硬件研發(fā)上幫用戶(hù)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?xún)蓚€(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(mǎn)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(mǎn)足客戶(hù)需求之外，還要滿(mǎn)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(xiě)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(méi)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(wèn)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(méi)有源程序，只有燒寫(xiě)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(mǎi)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(mǎi)時(shí)價(jià)格有小差別，10盤(pán)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(méi)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(mǎn)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

一定要考察好將來(lái)是否停產(chǎn)，要多聽(tīng)聽(tīng)代理商或技術(shù)支持的意見(jiàn)和推薦，他們熟悉產(chǎn)品系列，但要分辨他們可能為了主推某芯片而有所偏向。有時(shí)用成熟芯片不一定價(jià)格好，比如經(jīng)典的6264，市場(chǎng)價(jià)現(xiàn)在都在數(shù)十元以上，還經(jīng)常買(mǎi)不到，而目前常用的62256才4元錢(qián)。

做電路設(shè)計(jì)要不厭其煩，一個(gè)元件一個(gè)元件仔細(xì)摳。說(shuō)某人不是“嚇”大的，可以。但絕不能說(shuō)硬件工程師不是出錯(cuò)“出”大的。