1、硬件研发步骤与体会江苏省紫光智能系统有限公司硬件研发的步骤1、充分了解各方的设计需求2、确定合适的解决方案3、原理图设计4、PCB设计5、电路板的制作、备料、焊接6、检查和调试充分了解各方的设计需求1、功能需求2、对外接口的需求2、系统构架需求3、处理器的需求4、内存的需求5、调试接口的需求6、国家、行业标准确定合适的解决方案1、根据需求选择合适的处理器2、根据需求选择合适的外围电路芯片原理图设计1、充分理解参考设计的原理图2、根据需求做加减，确定电路设计3、电源电路的设计充分理解参考设计的原理图l了解原理图的各个功能块的作用、控制信号、数据信号l了解各个功能块的主要芯片的作用、控制信号、数据
2、信号l了解各个芯片的资料（电源、输入输出、参考应用等）l了解与各个芯片配合的分立元件的作用l了解芯片间互连的注意事项和特殊要求l形成对原理图整体和细节的完整理解根据需求做加减，确定电路设计l复位电路l时钟电路l外围接口电路l芯片间互连电源电路的设计系统电源输入系统需要的电源输出各个电源需要的电流大小各个电源允许的波动范围各板的上电顺序PCB设计1、PCB板结构设定2、元件的布局3、电源层的分割4、布线规则的设定5、布线PCB板结构设定l确定PCB板的尺寸，设定PCB板原点l安装孔的定位l接插件的定位l设定禁止布线区（一般离板边3mm）lPCB板层总是成对出现的l多层板电源、地层应尽量靠在一起，
3、中间不安排布线元件的布局l遵照“先大后小，先难后易”的布置原则 l布局中应参考原理框图，根据单板的主信号流向规律安排主要元器件lIC去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短。元件的布局lIC去耦电容的布局元件的布局l高频的部分布设在接口部分以减少布线长度l考虑到高/低频部分地平面的分割问题，l模拟与数字电路分别布置元件的布局l器件布局分区/分层规则元件的布局l用于阻抗匹配目的阻容器件的布局，要根据其属性合理布置。l布局要考虑元件连线的情况l元器件的排列要便于生产、检验调试和维修l元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起,以便于将来的电源分隔。l发
4、热元件要均匀分布l温度敏感器件应远离发热量大的元器件元件的布局l相同结构电路，采用对称式布局l均匀分布、重心平衡、版面美观的优化布局lIC器件布局时，栅格应为50-100 mil,小型表面安装器件如表面贴装元件布局时，栅格设置应不少于25mill布局完成后打印出装配图供原理图设计者检查器件封装的正确性，并且确认单板、背板和接插件的信号对应关系，经确认无误后方可开始布线。电源层的分割l由于电路中可能用到不同的电源和地层，需要对电源层和地层进行分隔，其分隔宽度要考虑不同电源之间的电位差，电位差大于12V时，分隔宽度为50mil，反之，可选20-25mil。l平面分隔要考虑高速信号回流路径的完整性。
5、l当由于高速信号的回流路径遭到破坏时，应当在其他布线层给予补尝。例如可l用接地的铜箔将该信号网络包围，以提供信号的地回路。布线规则的设定l布线层信号线走向的设定布线规则的设定l线宽和线间距的设定PCB设计时铜箔厚度,走线宽度和电流的关系PCB加工技术限制 国内 国际 推荐使用最小线宽/间距 6mil/6mil 4mil/4mil 极限最小线宽/间距 4mil/6mil 2mil/2mil布线规则的设定 铜皮厚度35um 铜皮厚度50um 铜皮厚度70um布线规则的设定l过孔的设定孔径优选系列如下：孔径：24mil 20mil 16mil 12mil 8mil 焊盘直径：40mil 35mil
6、28mil 25mil 20mil 内层热焊盘尺寸：50mil 45mil 40mil 35mil 30mil 板厚度与最小孔径的关系：板厚：3.0mm 2.5mm 2.0mm 1.6mm 1.0mm 最小孔径：24mil 20mil 16mil 12mil 8mil布线l关键信号线优先：电源、摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线l密度优先原则：从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。从单板上连线最密集的区域开始布线。布线l对于重要的信号线非常严格的要求布线的长度和处理地环路 如时钟信号、高频信号、敏感信号等保证其最小的回路面积。必要时应采取手工优先布线、屏蔽和加大安全间距
7、等方法。保证信号质量。l屏蔽保护 对应地线回路规则，实际上也是为了尽量减小信号的回路面积，多见于一些比较重要的信号，如时钟信号，同步信号；对一些特别重要，频率特别高的信号，应该考虑采用铜轴电缆屏蔽结构设计，即将所布的线上下左右用地线隔离，而且还要考虑好如何有效的让屏蔽地与实际地平面有效结合布线l屏蔽保护布线l地线回路规则布线l窜扰控制串扰（CrossTalk)是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰，主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。克服串扰的主要措施是：加大平行布线的间距，遵循3W规则。在平行线间插入接地的隔离线。减小布线层与地平面的距离。布线l走线的开环检查规则布
8、线l 阻抗匹配检查规则布线l走线终结网络规则布线l走线闭环检查规则布线l走线的分枝长度控制规则布线l走线的谐振规则布线l走线长度控制规则布线l倒角规则布线l电源与地线层的完整性规则布线l重叠电源与地线层规则布线l3W规则l20H规则布线l五-五规则 印制板层数选择规则，即时钟频率到5MHz或脉冲上升时间小于5ns，则PCB板须采用多层板，这是一般的规则，有的时候出于成本等因素的考虑，采用双层板结构时，这种情况下，最好将印制板的一面做为一个完整的地平面层电路板的制作、备料、焊接电路板的制作电路板料单的准备电路板元器件的采购电路板的焊接检查和调试目视检查万用表测量上电调试硬件研发的体会项目成功的关键l良好的团队协作l透明坦诚的项目沟通l精细周密的研发安排l充裕的物料和人员安排硬件研发的体会一个硬件工程师就是一个项目经理l良好的沟通能力l面对压力的调节能力l同一时间处理多个事务的协调和决断能力l良好平和的心态作为硬件工程师一定要细心和认真硬件研发的步骤与体会ENDEND
