硬件方案设计

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硬件设计方案

硬件设计方案

硬件设计方案在当今科技发展迅速的时代,硬件设计是一个非常重要的领域。

无论是手机、电脑、智能家居还是工业设备,都需要依靠优秀的硬件设计来实现功能。

本文将探讨硬件设计方案的重要性以及一些常见的设计原则。

一、硬件设计方案的重要性硬件设计方案是整个产品的基石,它不仅决定了产品的性能和可靠性,还关系到产品的成本和制造周期。

一个良好的硬件设计方案能够提高产品的功能实现效率,降低制造成本,增加竞争力。

首先,硬件设计方案直接决定了产品的性能。

一个合理的硬件设计方案能够提供稳定可靠的性能,满足用户需求。

例如,在智能手机的设计中,硬件方案需要考虑到处理器的选择、内存容量和屏幕分辨率等因素,以确保手机具备流畅的使用体验和卓越的图像质量。

其次,硬件设计方案还关系到产品的制造成本和周期。

一个优秀的硬件设计方案能够简化生产过程,减少零部件的数量和复杂度,从而降低了制造成本和制造周期。

同时,合理选择组件和采购策略也能够使得材料成本降低。

这对于企业来说是非常重要的,因为制造成本低廉的产品能够在市场上获得更大的竞争优势。

二、硬件设计方案的设计原则1. 充分考虑用户需求硬件设计方案应该始终围绕用户需求展开。

了解用户的使用习惯和需求,并根据这些信息进行硬件设计。

例如,在设计一款智能家居产品时,要考虑到用户对于便利和安全的需求,并将这些需求融入到硬件设计中。

2. 简化设计,降低成本良好的硬件设计应该尽量简化,减少不必要的组件和线路,降低产品制造成本。

在设计过程中,要综合考虑性能、成本和制造工艺。

例如,可考虑使用集成芯片,以减少部件数量和尺寸。

3. 提高可靠性和稳定性硬件设计方案需要考虑产品的可靠性和稳定性。

要做好充分的测试和调试工作,确保产品在各种环境下都能够正常工作。

例如,在工业设备的设计中,要考虑到耐用性和抗干扰能力,以保证设备在恶劣环境下的长期稳定运行。

4. 考虑可维护性和易升级性一个优秀的硬件设计方案应该具备可维护性和易升级性,方便用户维修和升级。

硬件方案设计

硬件方案设计

硬件方案设计摘要:硬件方案设计是指在产品开发阶段,对于硬件系统的设计和实现进行规划和细化的过程。

本文将介绍硬件方案设计的步骤,以及其中涉及的关键技术和注意事项。

通过合理的硬件方案设计,可以提高产品的性能和可靠性,降低成本和功耗,并满足用户的需求。

一、引言硬件方案设计是产品开发过程中的重要环节,它涉及到硬件系统的整体架构、电路设计、部件选型以及其他相关内容。

通过合理的硬件方案设计,可以实现产品的功能需求,并满足性能、可靠性、成本和功耗等方面的要求。

二、硬件方案设计的步骤硬件方案设计一般分为以下几个步骤:1. 确定功能需求:根据产品的应用场景和用户需求,明确产品的功能需求,包括输入输出接口、信号处理、数据存储等方面。

2. 硬件系统架构设计:根据功能需求,设计硬件系统的整体架构,包括硬件模块之间的连接和通信方式,以及系统的总体性能和可扩展性等。

3. 电路设计:根据硬件系统架构,设计各个硬件模块的电路,包括传感器、处理器、存储器、通信模块等。

在电路设计过程中,需要考虑电路的稳定性、抗干扰能力和功耗等方面。

4. 部件选型:根据电路设计,选择适合的电子元器件和部件,包括芯片、电容、电感、晶振等。

在选择部件时,需考虑性能、可靠性、成本以及供应链情况。

5. 硬件原理图设计:根据电路设计和部件选型,绘制硬件原理图,明确各个电子元器件之间的连接关系和电气特性。

6. PCB设计:依据硬件原理图,设计板级电路板(PCB),包括布局、走线、安全间距等。

在PCB设计过程中,需考虑信号完整性、电磁兼容性、散热等因素。

7. 硬件测试和验证:制作样机,进行硬件测试和验证,包括电路功能、性能、稳定性和可靠性等方面。

根据测试结果,及时调整和改进设计。

8. 产品制造和量产:根据硬件方案设计,进行产品制造和量产,并进行质量控制和测试。

确保产品的稳定性和可靠性,并满足市场需求。

三、硬件方案设计的关键技术和注意事项1. 电路设计技术:熟练掌握电路设计软件,对于各种电子元器件的特性和使用方法有深入了解。

硬件设计方案

硬件设计方案

硬件设计方案硬件设计方案是指在产品研发过程中,对于硬件方面的设计与选择的方案。

一个好的硬件设计方案需要考虑到产品的功能要求、性能要求、制造成本、可靠性等多个方面。

下面是一个硬件设计方案的简要描述:硬件设计方案的首要任务是明确产品的功能要求。

根据产品的用途和需求,确定硬件设计的基本框架和核心模块。

例如,如果是一个智能家居产品,核心模块可能包括处理器、通信模块、传感器等等。

在选择硬件模块时,需要考虑到产品的性能要求。

根据产品功能的要求,选择合适的处理器、存储器、传感器等硬件模块。

同时要保证这些模块之间的兼容性和稳定性,以确保整个系统的性能表现。

制造成本也是硬件设计方案中需要考虑的重要因素之一。

要根据产品的定位和目标用户的需求,合理选择硬件模块的品牌、型号和供应商,以降低成本。

同时,在设计硬件电路时也要尽量减少元器件的使用量和功耗,以降低制造成本和产品的能耗。

在硬件设计方案中,还需要考虑产品的可靠性。

通过合理选择硬件模块和设计电路,确保产品在各种工作环境和条件下都能正常工作,并且长时间运行稳定可靠。

同时还需要考虑产品的可维护性和升级性,以方便用户进行维护和功能升级。

最后,在硬件设计方案中还需要考虑产品的外观设计和用户体验。

通过对产品外观的设计和材料的选择,使产品具有良好的外观和质感,以提升用户的使用体验和产品的市场竞争力。

综上所述,硬件设计方案需要综合考虑功能要求、性能要求、制造成本、可靠性和用户体验等多个方面,在这些方面做出合理的选择和设计,以实现一个功能完备、性能稳定、价格合理的硬件产品。

这需要通过充分的市场调研、技术储备和团队协作来完成。

硬件方案设计

硬件方案设计

硬件方案设计:创造未来科技的基石在现代科技高速发展的时代,成为了创造未来科技的基石。

无论是智能手机、电脑、智能家居设备还是机器人等,都离不开一个完善的。

本文将深入探讨的重要性以及其中的关键因素。

一、的重要性是将软件和硬件相结合的过程,它的目标是将一种理念或想法转化为具体的物理设备。

在现代高科技产业中,是不可或缺的一环。

首先,直接影响着产品的功能和性能。

优秀的能够确保产品在使用过程中稳定可靠、性能出色。

例如,一款智能手机的需要充分考虑其处理器性能、电池续航能力、摄像头品质等因素,以满足用户对功能和性能的要求。

其次,对于产品的外观设计和用户体验至关重要。

一款外形美观、易于操作的产品能够提高用户的满意度,并增加产品的市场竞争力。

因此,在中,需要将产品的外观设计、人机交互等因素充分考虑进去。

最后,对产品的生产和成本也有着直接的影响。

一个合理的能够降低产品的生产成本,提高生产效率。

例如,在手机的中,选择适合的供应商、合理配置元件等都能够减少成本开支。

二、的关键因素1. 硬件选型和架构设计硬件选型和架构设计是的基础。

在进行选型时,需要根据产品的需求和定位选择合适的芯片、传感器、连接器等硬件元件。

而架构设计则是围绕选用的硬件元件来构建整体硬件系统,需要考虑其功能划分、接口设计等。

2. 电路设计电路设计是的核心环节之一。

它涉及到信号处理、功耗控制、噪声抑制等诸多问题。

一个优秀的电路设计能够确保信号的传输质量和电路的稳定性。

在进行电路设计时,需要充分考虑信号的抗干扰能力、功耗优化等因素。

3. PCB设计PCB设计是将电路设计转化为物理实物的过程。

在进行PCB设计时,需要根据电路的功能和布局进行合理布线、优化地面、进行EMC设计等,以确保电路的工作正常并满足相关要求。

4. 机械设计机械设计与紧密相连。

它包括产品外观设计、结构设计等方面。

在机械设计中,需要将硬件元件与产品外壳、接口等进行合理组合,以实现产品的外观美观、结构稳固。

硬件设计方案书

硬件设计方案书

硬件设计方案书硬件设计方案书一、项目背景随着科技的迅速发展,硬件设备在各个领域都有广泛的应用。

本项目旨在设计一种新型的硬件设备,以满足用户对高性能和高效能设备的需求。

二、项目内容本项目拟设计一种具有高性能和高效能的硬件设备,包括主板、处理器、内存、显示器和输入设备等。

1. 主板:选择高品质的主板,具备稳定的性能和高速的数据传输能力。

2. 处理器:选择高性能的处理器,能够快速处理各种复杂的计算任务。

3. 内存:选择容量较大的内存,能够满足用户对多任务处理的需求。

4. 显示器:选择高分辨率和显示效果好的显示器,能够提供清晰的图像和视频展示。

5. 输入设备:选择高灵敏度和反应速度快的输入设备,能够方便用户进行各种操作。

三、技术方案1. 主板:选用先进的PCB设计技术,采用多层板设计,增加电路板布置的密度和可靠性。

2. 处理器:选择先进的处理器架构,提供多核心和多线程的处理能力,以提高设备的运行效率。

3. 内存:选择高速的DDR4内存,具备较大的容量和较快的数据传输速度。

4. 显示器:采用高分辨率和高刷新率的显示屏,提供流畅的图像和视频展示效果。

5. 输入设备:选用高精度和高灵敏度的输入设备,为用户提供流畅的操作体验。

四、项目进展计划1. 设计阶段:- 第一阶段:进行市场调研,确定用户需求和产品定位。

- 第二阶段:进行技术研究,选择主要硬件组件和相关技术方案。

- 第三阶段:进行原型设计和验证,优化硬件性能。

2. 制造阶段:- 第一阶段:制作硬件原型,并进行测试和验证。

- 第二阶段:进行批量生产并进行质量控制。

- 第三阶段:完成硬件设备的组装和调试。

五、项目预算本项目的预算约为XXX万元,包括研发费用、制造费用、材料费用、设备采购费用和人员培训费用等。

六、风险评估本项目面临的主要风险包括市场竞争风险、技术风险和供应链风险等。

为减少风险,需要进行充分的市场调研和技术研究,并与合作伙伴建立稳固的供应链关系。

七、项目收益预估预计本项目研发成功后,能够满足用户对高性能和高效能硬件设备的需求,并取得可观的销售收益。

硬件设计方案

硬件设计方案

硬件设计方案目录1. 硬件设计方案概述1.1 方案目的1.2 方案范围2. 设计需求分析2.1 功能要求分析2.2 性能要求分析3. 硬件设计流程3.1 硬件设计准备阶段3.2 硬件设计实施阶段4. 设计验证与测试4.1 硬件设计验证4.2 硬件设计测试5. 设计优化与改进5.1 硬件设计优化5.2 硬件设计改进6. 结束语硬件设计方案概述硬件设计方案是指针对特定产品或项目的硬件设计方案。

其主要目的是为了满足产品或项目的需求,确保硬件能够正常稳定地工作。

方案范围涵盖了硬件设计的各个方面,包括电路设计、PCB设计、元器件选型等内容。

设计需求分析在进行硬件设计前,需要进行设计需求分析。

功能要求分析主要是明确硬件需要实现的功能,包括输入输出接口、处理能力等方面。

性能要求分析则是对硬件性能进行评估,包括速度、功耗等指标。

硬件设计流程硬件设计流程包括准备阶段和实施阶段。

在准备阶段,需要进行设计规划、原理图设计等工作。

实施阶段则是将设计方案落实到实际硬件中,包括PCB布局、焊接等工作。

设计验证与测试设计完成后,需要进行设计验证和测试。

设计验证是确保设计方案的正确性和可靠性,测试则是对硬件进行功能性测试,以确保硬件符合设计要求。

设计优化与改进在硬件设计过程中,可能会出现一些问题或不足。

设计优化是指对设计方案进行改进,以提高硬件性能或降低成本。

设计改进则是对已有硬件进行优化,以满足新的需求或标准。

结束语总结硬件设计方案的整个过程,强调设计中的关键点和注意事项。

希望通过不懈努力和改进,能够设计出更加优秀和稳定的硬件产品。

产品硬件方案

产品硬件方案

产品硬件方案一、方案概述产品硬件方案是指在产品设计与开发过程中,针对产品的物理组成部分所做的方案规划。

本文将介绍一个典型的产品硬件方案,并详细说明其构成和设计原理。

二、硬件构成1. 主控芯片产品硬件方案的核心是选择适合的主控芯片。

主控芯片决定了整个产品的性能和功能。

在选择主控芯片时,需要考虑产品的需求以及市场竞争力。

2. 传感器传感器是产品硬件方案中不可或缺的部分。

根据产品的功能需求,选择合适的传感器类型和数量,并与主控芯片进行良好的连接和沟通。

3. 存储器存储器用于存储产品的数据和程序,可以是内置存储器或外部存储器。

根据产品的需求,选择合适的存储器容量和类型。

4. 电源管理模块电源管理模块用于管理产品的电源供应和电池充电。

选择高效、稳定的电源管理模块可以提高产品的续航能力和性能稳定性。

5. 通信模块如果产品需要进行网络通信,那么选择合适的通信模块非常重要。

根据产品的通信协议和频率需求,选择适合的无线模块或有线模块。

6. 外围设备根据产品的功能需求,可能需要选择一些外围设备,如显示屏、按键、音频模块等。

这些外围设备和主控芯片进行连接,为产品提供更多的功能。

三、设计原理1. 性能与功耗平衡在产品硬件方案的设计过程中,需要平衡产品的性能和功耗。

选择高性能的元器件和优化电路布局,可以提高产品的工作效率和性能,但也可能会增加功耗。

因此,需要进行综合权衡,找到最优的平衡点。

2. 电路板设计产品硬件方案还需要进行电路板设计。

良好的电路板设计能够提高产品的可靠性、稳定性和抗干扰能力。

合理布局元器件和优化信号走线,可以减少干扰和信号损耗。

3. 电磁兼容性产品硬件方案的设计还需要考虑电磁兼容性。

良好的电磁兼容性设计可以减少电磁辐射干扰和电磁敏感性,提高产品在电磁环境下的工作稳定性。

4. 维护和升级性产品硬件方案的设计应该考虑到产品的维护和升级。

良好的设计可以方便维修和升级产品,减少维护成本和提升用户体验。

四、总结产品硬件方案是产品设计与开发过程中至关重要的一部分。

硬件总体设计方案

硬件总体设计方案

硬件总体设计方案
硬件总体设计方案包括硬件结构设计、硬件模块设计、硬件接口设计和硬件参数设计等方面。

下面就其主要内容进行详细说明。

硬件结构设计:首先,要确定硬件的整体结构,包括主板、CPU、内存、硬盘、显卡、电源等主要硬件组成部分。

在确定硬件结构时,需要充分考虑产品功能和性能要求,并根据实际情况选择合适的硬件组件。

硬件模块设计:硬件模块是构成硬件系统的基本组成单元,需要进行详细的设计和选择。

比如,根据需求选择适当的传感器模块、执行器模块、通信模块等,确保系统可以准确地感知环境、执行指令和与外界进行信息交换。

硬件接口设计:硬件接口是各硬件模块之间的连接方式和通信协议。

在设计硬件接口时,要考虑各模块之间信号的传输速率、稳定性和可靠性等因素,确保硬件系统能够正常工作。

同时,还需要考虑硬件接口的扩展性和兼容性,方便后续对硬件系统进行升级和扩展。

硬件参数设计:硬件参数是指硬件系统的主要性能指标和技术指标。

需要根据产品功能和性能要求,确定合理的硬件参数。

比如,根据需求确定处理器的主频、内存的容量、硬盘的速度等,以及保证系统正常运行所需的电源参数和散热设计等。

综上所述,硬件总体设计方案包括硬件结构设计、硬件模块设
计、硬件接口设计和硬件参数设计等多个方面,需要综合考虑产品需求、功能要求和性能要求等多方面因素。

通过合理的设计,可以确保硬件系统能够满足设计要求,并具有较高的稳定性和可靠性。

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硬件方案设计硬件是计算机硬件的简称,下面是小编整理的硬件方案设计,欢迎阅读参考!平台的选择很多时候和系统选择的算法是相关的,所以如果要提高架构,平台的设计能力,得不断提高自身的算法设计,复杂度评估能力,带宽分析能力。

常用的主处理器芯片有:单片机,ASIC,RISC(DEC Alpha、ARC、ARM、MIPS、PowerPC、SPARC和SuperH ),DSP和FPGA 等,这些处理器的比较在网上有很多的文章,在这里不老生常谈了,这里只提1个典型的主处理器选型案例。

比如市场上现在有很多高清网络摄像机的设计需求,而IPNC的解决方案也层出不穷,TI的解决方案有DM355、DM365、DM368等,海思提供的方案则有Hi3512、Hi3515、Hi3520等,NXP提供的方案有PNX1700、PNX1005等。

对于HD-IPNC的主处理芯片,有几个主要的技术指标:视频分辨率,视频编码器算法,最高支持的图像抓拍分辨率,CMOS的图像预处理能力,以及网络协议栈的开发平台。

Hi3512单芯片实现720P30 编解码能力,满足高清IP Camera应用, Hi3515可实现1080P30的编解码能力,持续提升高清IP Camera的性能。

DM355单芯片实现720P30 MPEG4编解码能力,DM365单芯片实现720P30 编解码能力, DM368单芯片实现1080P30 编解码能力。

DM355是XX Q3推出的,DM365是XX Q1推出的,DM368是xx Q2推出的。

海思的同档次解决方案也基本上与之同时出现。

海思和TI的解决方案都是基于linux,对于网络协议栈的开发而言,开源社区的资源是没有区别的,区别的只在于芯片供应商提供的SDK开发包,两家公司的SDK离产品都有一定的距离,但是linux的网络开发并不是一个技术难点,所以并不影响产品的推广。

作为IPNC的解决方案,在720P时代,海思的解决方案相对于TI的解决方案,其优势是支持了编解码算法,而TI 只支持了MPEG4的编解码算法。

虽然在XX年初,MPEG4的劣势在市场上已经开始体现出来,但在当时这似乎并不影响DM355的推广。

对于最高支持的图像抓拍分辨率,海思的解决方案可以支持支持JPEG抓拍3M Pixels@5fps,DM355最高可以支持5M Pixels,虽然当时没有成功的开发成5M Pixel的抓拍,但是至少4M Pixel的抓拍是实现了的,而且有几个朋友已经实现了2560x1920这个接近5M Pixel的抓拍,所以在这一点上DM355稍微胜出。

因为在高清分辨率下,CCD传感器非常昂贵,而CMOS传感器像原尺寸又做不大,导致本身在低照度下就性能欠佳的CMOS传感器的成像质量在高分辨率时变差,于是TI在DM355处理器内部集成了一个叫做ISP的图像预处理模块,它由CCDC,IPIPE,IPIPEIF和H3A模块组成,能帮助实现把CMOS 的RAW DATA转成YCbCr数据,同时实现包括白平衡调节,直方图统计,自动曝光,自动聚焦等采用CMOS解决方案所必须的功能,故DM355处理器就可以无缝的对接各种图像传感器了。

而海思的解决方案对于CMOS的选择就有局限性,它只能用OVT一些解决方案,因为OVT的部分Sensor集成了图像预处理功能。

但是DM355不仅可以接OVT的解决方案,还可接很多其他厂家的CMOS sensor,比如Aptina的MT9P031。

所以在图像预处理能力方面,DM355继续胜出。

在IPNC这个领域,只要每台挣1个美金就可以开始跑量,所以在那个时代,很少有人会去死抠和MPEG4的性能差异,而且TI已经给了市场一个很好的预期,支持的DM365很快就会面世。

所以IPNC这个方案而言,当时很多企业都选择了DM355的方案。

有些朋友现在已经从DM355成功过渡到DM365、DM368,虽然你有时候会骂TI,为什么技术不搞得厉害点,在当年就一步到位,浪费了多少生产力。

但是技术就是一点一点积累起来,对于个人来不得半点含糊,对于大企业,他们也无法大跃进。

DM355的CMOS预处理技术也有很多Bug,SDK也有很多bug,有时会让你又爱又恨,但是技术这东西总是没有十全十美的,能在特定的历史条件下,满足市场需求,那就是个好东西。

当然海思的解决方案在DVS、DVR方面也大放异彩,一点也不逊色于TI的解决方案。

其它芯片的选型则可以参考各芯片厂商xx网站的芯片手册,进行PK,目前大部分芯片厂商的芯片手册都是免NDA 下载的,如果涉及到NDA问题,那就得看个人和公司的资源运作能力了,一般找一下国内相应芯片的总代理商,沟通一下,签个NDA还是可以要到相应资料的。

每隔一周上各IC 大厂的官方主页,关注一下芯片发展的动态这是每个电子工程师的必须课啊,这不仅为了下一个方案设计积累了足够的资本,也为公司的产品策略做足了功课。

芯片采购是电子电路设计过程中不可或缺的一个环节。

一般情况下,在各IC大厂上寻找的芯片,只要不是EOL掉的芯片,一般都能采购到。

但是作为电子电路的设计者,很少不在芯片采购问题上栽过。

常见的情况有以下几种:1,遇到经济危机,各IC厂商减产,导致芯片供货周期变长,有些IC厂商甚至提出20周货期的订货条件。

印象很深的XX年上半年订包PTH08T240WAD,4-6周就取到了货,可是到了XX年下半年,要么是20周货期,要么就是价格翻一番,而且数量只有几个。

2,有些芯片虽然在datasheet上写明了有工业级产品,但是由于市场上用量非常少,所以导致IC厂商生产非常少,市场供货也非常紧缺,这就让要做宽温工业级产品的企业或者军工级产品的企业付出巨大的代价。

3,有些芯片厂商的代理渠道控制得非常严格,一些比较新的芯片在一般的贸易商那采购不到,只能从代理商那订。

如果数量能达到一个MPQ 或者MOQ的要求,一般代理商就会帮你采购。

但是如果只是要一两个工程样品,那么就得看你和代理商的关系了,如果你刚进入这个行业的话,那很有可能你就无法从代理商这获得这个工程样片。

4,有些芯片是有限售条件,如果芯片是对中国限售而不对亚洲限售的话,一般可以通过新加坡搞进来,如果芯片是对亚洲限售的话,那采购难度得大大的增加,采购的价格也会远远超出你的想象空间。

先看一个芯片采购案例:之前我给一朋友推荐了一个FPGA芯片,他后来给我发了一段聊天记录,如下:xx-8-3 9:13:12 A B XC6SLX16-2CSG225C 订货xx-8-3 9:22:10 B A 订货多久呢?xx-8-3 9:22:37 A B 2周xx-8-13 14:22:47 A B XC6SLX16-2CSG225C 这个型号,你那天跟我定的,本来是货期两周的,但是这个型号属于敏感型号,禁运国内的,我们要第三方去代购,所以现在货期要5周左右,你看能接受吗?注:B为芯片采购商,A为芯片供应商回顾一下当时发生的情形:xx-8-3,B设计好方案,确定好芯片型号后,因为芯片型号比较新,害怕芯片买不到,于是向芯片供应商A确定了一下芯片的货源情况,当获知价格和货期之后,B非常高兴,非常满意地跟我说,你推荐的芯片性价比真不错,等原理图设计完之后,就马上去订货。

xx-8-13,B设计完原理图后,B要向A下单时,突然收到A的上述回复,于是他一下子就蒙了,因为2周就可以完成PCB layout,1周就可以完成PCB加工生产。

也就意味着B即使xx-8-13下单,也得干等2周的时间才能开始焊接调试。

耽误2周可能还算是少的了,遇到其他特殊情况,芯片搞不到也都是有可能的,如果是原理图设计好了之后遇到这种情况的话,那简直就要哭了,如果是等PCB layout好了之后再遇到这种情况的话,那就是欲哭无泪了。

所以建议在芯片方案确定之后,就马上下单采购芯片,芯片询价时获得的价格和货期消息有时并不一定准确,因为IC行业的数据库的更新有时具有一定的滞后性,只有下单后等到供应商的合同确认,那才算尘埃落定。

(3) 功耗分析与电源设计分析系统主芯片对纹波的要求由于直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的,这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份,这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波,纹波对系统有很多负面的影响,比如纹波太大会造成主处理器芯片的重启,或者给某些AD,DA引入噪声。

一个典型的现象就是,如果电源的纹波叠加到音频DA芯片的输出上,则会造成嗡嗡的杂音。

下表是设计中所使用芯片对纹波的要求,以及电源芯片能够提供的纹波范围,纹波是选择电源芯片的重要参数,这里只列举一两个芯片进行说明:分析系统主芯片的电压上电顺序要求当今的大多数电子产品都需要使用多个电源电压。

电源电压数目的增加带来了一项设计难题,即需要对电源的相对上电和断电特性进行控制,以消除数字系统遭受损坏或发生闭锁的可能性。

一般这个在芯片手册中会有详细说明,建议遵守芯片手册中的要求进行设计。

分析系统所有芯片的功耗统计板卡上用到的所有芯片的功耗,大部分芯片的功耗在芯片手册上都有详细说明,部分芯片的功耗在手册上没有明确写明,比如FPGA,这时候可以根据以往设计的经验值,或者事先将FPGA的逻辑写好,借助EDA工具进行统计,比如ISE的Xpower Analyzer,下面的表格是一个功耗分析的统计案例。

注:因为数据比较多,所以这里只选择了的几个芯片作为代表进行统计。

论证选择的电源方案能否满足以上的所有要求根据对上电顺序的要求,纹波以及功耗的分析,选择正确的电源方案。

电源设计是一个细活,数据统计整理是一个不可缺少的工种,养成良好的设计习惯,是“一板通”必需的环节。

电源方案的选择,学问非常多,分析的文章更是数不胜数。

在这里只列举几个规律性的东西。

在消费级产品里面,由于成本非常敏感,散热要求比较高,所以一般倾向于DC/DC的解决方案,而且现在越来越多倾向于Power Management Multi-Channel IC的解决方案。

DC/DC的一个比较大的缺点就是纹波大,另外如果电感和电容设计不合理的话,电压就会很不稳定。

印象非常深的就是有一次用DC/DC给FPGA供电时,根据FPGA的Power Distribution System (PDS)分析,加了足够多的330uF钽电容,结果DC/DC就经常出问题,所以DC/DC 的设计一定要细心。

大功率电路设计时,电感的选择也非常的关键,参考设计中很多电感型号在北京中发电子市场或者深圳赛格广场上都是买不到的,而国内市场上的替代品往往饱和电流要小于参考设计中电感的要求值,所以建议设计时也要先买到符合要求的电感之后,再开始做电感的Footprint。

在非消费品领域, LDO、电源模块用得相对较多,因为电源纹波小,设计简单。

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