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硬件原理图设计规范

已有 712 次阅读2012-9-3 18:01

一、原理图格式标准:

 

原理图设计格式基本要求 : 清晰,准确,规范,易读.具体要求如下:

 

1.1   各功能块布局要合理,整份原理图需布局均衡.避免有些地方很挤,而有些地方又很松,同 PCB 设计同等道理 .

 

1.2   尽量将各功能部分模块化(如步进电机驱动、直流电机驱动,PG电机驱动,开关电源等), 以便于同类机型资源共享 , 各功能模块界线需清晰 .

 

1.3   接插口(如电源输入,输出负载接口,采样接口等)尽量分布在图纸的四周围 , 示意出实际接口外形及每一接脚的功能 .

 

1.4   可调元件(如电位器 ), 切换开关等对应的功能需标识清楚。

 

1.5   每一部件(如 TUNER,IC 等)电源的去耦电阻 / 电容需置于对应脚的就近处 .

 

1.6   滤波器件(如高 / 低频滤波电容 , 电感)需置于作用部位的就近处 .

 

1.7   重要的控制或信号线需标明流向及用文字标明功能 .

 

1.8   CPU 为整机的控制中心,接口线最多 . 故 CPU 周边需留多一些空间进行布线及相关标注 , 而不致于显得过分拥挤 .

 

1.9   CPU 的设置二极管需于旁边做一表格进行对应设置的说明 .

 

1.10重要器件(如接插座 ,IC,TUNER 等)外框用粗体线(统一 0.5mm).

 

1.11用于标识的文字类型需统一 , 文字高度可分为几种(重要器件如接插座 、IC、TUNER 等可用大些的字 , 其它可统一用小些的 ).

 

1.12元件标号照公司要求按功能块进行标识 .

 

1.13元件参数 / 数值务求准确标识 . 特别留意功率电阻一定需标明功率值 , 高耐压的滤波电容需标明耐压值 .

 

1.14每张原理图都需有公司的标准图框 , 并标明对应图纸的功能 , 文件名 , 制图人名/ 确认人名 , 日期 , 版本号 .

 

1.15 设计初始阶段工程师完成原理图设计并自我审查合格后 , 需提交给项目主管进行再审核 , 直到合格后才能开始进行 PCB 设计 .

 

二、原理图设计标准参考:

 

2.0原理图设计前的方案确认的基本原则:

 

2.1 详细理解设计需求,从需求中整理出电路功能模块和性能指标要求。

 

2.2 根据功能和性能需求制定总体设计方案,对CPU进行选型,CPU选型有以下几点要求:

 

(1)    性价比高;

 

(2)    容易开发:体现在硬件调试工具种类多,参考设计多,软件资源丰富,成功案例多;

 

(3) 可扩展性好。

 

2.3 针对已经选定的CPU芯片,选择一个与我们需求比较接近的成功参考设计.

 

2.4 根据需求对外设功能模块进行元器件选型,元器件选型应该遵守以下原则:

 

a)  普遍性原则:所选的元器件要是被广泛使用验证过的,尽量少使用冷门、偏门芯片,减少开发风险。

 

b)  高性价比原则:在功能、性能、使用率都相近的情况下,尽量选择价格比较好的元器件,降低成本。

 

c)  采购方便原则:尽量选择容易买到、供货周期短的元器件。

 

d)  持续发展原则:尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件。

 

e)  可替代原则:尽量选择pinto pin兼容芯片品牌比较多的元器件。

 

f)  向上兼容原则:尽量选择以前老产品用过的元器件。

 

g)资源节约原则:尽量用上元器件的全部功能和管脚。

 

2.5 对选定的CPU参考设计原理图外围电路进行修改

 

修改时对于每个功能模块都要找至少3个相同外围芯片的成功参考设计,如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的,那么基本可以放心参照设计,但即使只有一个参考设计与其他的不一样,也不能简单地按少数服从多数的原则,而是要细读芯片数据手册,深入理解那些管脚含义,多方讨论,联系芯片厂技术支持,最终确定科学、正确的连接方式,如果仍有疑义,可以做兼容设计。

 

这是整个原理图设计过程中最关键的部分,必须做到以下几点:

 

a)  对于每个功能模块要尽量找到更多的成功参考设计,越难的应该越多。

 

b)  开发人员一定要在广泛调查、学习和讨论的基础上做出最科学正确的决定。

 

c)如果是参考已有的老产品设计,设计中要留意老产品有哪些遗留问题,这些遗留问题与硬件哪些功能模块相关,在设计这些相关模块时要更加注意推敲,不能机械照抄原来设计。

 

2.6 硬件原理图设计还应该遵守一些基本原则,这些基本原则要贯彻到整个设计过程,虽然成功的参考设计中也体现了这些原则,但因为是“拼”出来的原理图,所以我们还要随时根据这些原则来设计审查原理图,这些原则包括:

 

a)  数字电源和模拟电源分割。

 

b)  数字地和模拟地分割,单点接地,数字地可以直接接机壳地(大地),机壳必须接地,以保护用护人身安全

 

c)  保证系统各模块资源不能冲突。

 

d)  阅读系统中所有芯片的手册(一般是设计参考手册),看它们未用的输入管脚是否需要做外部处理,是要上拉、下拉,还是悬空,如果需要上拉或下拉,则一定要做相应处理,否则可能引起芯片内部振荡,导致芯片不能正常工作。

 

e)  在不增加硬件设计难度的情况下尽量保证软件开发方便,或者以较小的硬件设计难度来换取更多方便、可靠、高效的软件设计。

 

f)  功耗问题,设计时尽量降低功耗。

 

g)产品散热问题,可以在功耗和发热较大的芯片增加散热片或风扇,产品机箱也要考虑这个问题,不能把机箱做成保温盒,电路板对“温室”是感冒的。

 

2.7 硬件原理图设计完成之后,设计人员应该按照以上步骤和要求首先进行自审,然后再提交给他人审核,其他审核人员同样按照以上要求对原理图进行严格审查,如发现问题要及时进行讨论分析,分析解决过程同样遵循以上原则和步骤。

 

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