Hardware Zirkuitu Diseinu Ideiak

Hardware-zirkuituen diseinu-eskakizunen analisia

Edozein produktu-proiektu hasi baino lehen, funtsezkoa da produktua aztertzea bere kokapena eta zati funtzionalak zehazteko. Azterketa honek eskakizunak hobetzen eta sailkatzen laguntzen du, produktuaren diseinuaren eta zereginen banaketaren oinarri gisa balio duen eskakizunen zerrenda bat sortuz.

Behin eskakizunen zerrenda argituta, ingeniariek erabaki behar dute zein funtzio ezarriko diren hardwarean eta zein softwarean. Ondoren, hardwarearen ezarpen-eskakizunak gehiago findu egiten dira funtzio horiek ezarriko dituzten zirkuituak zehazteko.

Baldintzen azterketa eta hobekuntza hardware-zirkuituen diseinuan funtsezkoak dira, hardware-zirkuitu guztiak baldintza horietan oinarrituta diseinatu baitira. Azterketa honek hardware irtenbideen hautaketa argitzen du, eta prozesu honetan zehar, normalean hardware irtenbidea zehaztu daiteke.

Hardware Zirkuituaren Irtenbideen Hautaketa

Soluzio anitzek funtzio bera lor dezaketenean, soluzio horien konparazioa eta azterketa beharrezkoak dira:

• Soluzioen kostu-diferentzia alderatzea: Materialen kostua, I+G kostuak, zirkuitu osagarriak erabiltzearen kostuak eta prozesatzeko kostuak alderatzea dakar.
• Soluzioen heldutasun-konparazioa: Irtenbide berrien eta helduen artean aukeratzea funtsezkoa da, batez ere proiektuen ordutegiak estuak direnean.
• Errendimenduaren abantailak konponbideen alderaketa: Garrantzitsua da produktuaren abantailak nabarmentzeko eta funtsezko adierazleetan zentratzeko zein errendimendu-alderditan zentratu ulertzea.
• Konponbidearen beste laguntza-alderdi batzuk: Hornitzaileen menpeko irtenbideetarako, hornitzaileekiko lankidetza kontuan hartu behar da irtenbidea aukeratzerakoan.

Irtenbideen aukeraketak nabarmen eragiten du produktuaren errendimenduan eta kalitatean eta hardwarearen diseinuaren funtsezko alderdia da. Funtzio berriak dituzten produktuetarako, produktu-soluzioak hautatzeak merkatuan dauden antzeko produktuen prototipoetara jo dezake, denbora aurreztuz eta dagozkion soluzio helduak zehaztasun handiagoz aurkitzen lagunduz.

Hardware-zirkuitu diseinuaren eskema

Hardware-zirkuituaren diseinuaren eskemak zirkuituaren logika antolatzen du. Eskema honen bidez, produktuaren, seinale-fluxuaren eta plaka-interkonexioen logika zehatz-mehatz azter daitezke.

Proiektu konplexuetarako, diseinu eskematikoa funtsezkoa da. Produktuaren funtzioak falta diren egiaztatzea, seinale-fluxu zuzena eta hautaketa logiko zehatza egiaztatzea ahalbidetzen du. Gainera, diseinu eskemikoaren oinarriak ezartzen ditu, diseinu prozesuan zehar argi ulertzea bermatuz.

Potentzia zuhaitzaren diseinua, zirkuituan eskema ikusezina, ezinbestekoa da ere. Arazo asko elikadura-horniduraren diseinu-marjinak ez izateagatik sortzen dira, eta hornidura anormala sortzen da. Modulu bakoitzaren potentzia-eskakizunak ulertzea, horiek laburtzea eta osotasunean diseinatzea funtsezkoa da.

Hardware-zirkuituen eskema eta PCB diseinua

Diseinu eskematikoa hardware produktuaren diseinu osoaren oinarria eta gakoa da. Diseinu eskemikoaren zuzentasuna ziurtatzeko, puntu hauek ziurtatu behar dira:

• Marrazki eskemikoaren normalizazioa: Gailu berrientzako ikurrak marraztean, aplikazio-zirkuituaren arabera marraztu behar dira, eta ez da gomendagarria PIN sekuentzien arabera antolatzea. Marrazketan zehar moduluak sinboloan sailkatzea gomendatzen da, eskema marratzerakoan seinalearen fluxua argia izan dadin.
• Sare eskematikoen izendapenaren estandarizazioa: Seinale eskematikoen sareen izendapena estandarizatu behar da. Adibidez, potentzia-moduluak elikadura-hornidura-tentsioa adierazten du eta kontrol-seinaleak seinalearen fluxuaren norabidea adierazten du.
• Eskemak autokontrola eta elkarrekiko egiaztapena: Eskema osatu ondoren, auto-egiaztapena lehenengo:
  • Egiaztatu sare-konektibitatea puntu bakarreko sareak, sare-filtrazioak eta abar dauden ikusteko.
  • Zirkuituaren diseinuaren marjinak diseinu-eskakizunak betetzen dituen ala ez, esate baterako, erresistentzia, kondentsadore eta induktoreen korronte garraiatzeko tentsioak baldintzak betetzen dituen.
  • Egiaztatu diseinuaren zehaztapena, hau da, sarearen izena estandarizatuta dagoen eta seinalearen fluxuaren norabidea behar bezala markatuta dagoen.
  • Egiaztatu oinarrizko akats batzuk, hala nola sare-konexio-akatsak, konexio faltak, osagai faltak, etab.
  • Elkarrekiko egiaztapen eskematikoa: eskatu laguntza beste ingeniariei egiaztapena egiteko, guztion pentsamendua mugatua baita, eta besteen bitartez, zeure burua aurkitu ezin dituzun arazoak aurki ditzakezu eta zure akats kognitiboak ere aurki ditzakezu.

Eskemaren zuzentasuna erredaktorearen araberakoa da batez ere, eta egilea ere bada arduraduna. Hona hemen esperientzia ona nire ustez eskema behin eta berriz berrikustea. Askotan posible da bestela aurkitu ezin diren akats edo diseinu ez-estandarrak aurkitzea eskema hiru aldiz baino gehiago berrikusita. Liburu bat ehun aldiz irakurtzea da bere esanahia, eta hau printzipio bera da.

Hardware Zirkuitu Ingeniariaren Esperientzia Partekatzea

PCB diseinua hardware zirkuituen gauzatze fisikoa da eta hardware zirkuituen euskarria da. Ekoizpenaren eta prozesamenduaren ondoren, PCBA produktuaren egiturarekin muntatzen da azkenean. Bere diseinu ideiek eta metodoek honako hauek dituzte batez ere:

• PCB diseinuak egitura arretaz aztertzea eskatzen du
• PCB diseinuak irudi handia behar du

Kasu gehienetan, PCB diseinua CPU nukleo baten inguruan biratzen da, eta kasu konplexuagoetan, nukleo bikoitzak daude, bata nukleo nagusia eta bestea bigarren mailakoa. Plakako gainerako zirkuituei CPU honen zirkuitu periferikoa dei diezaiekegu. Zirkuitu periferikoak daude PUZaren gutxieneko sistemaren zirkuitu periferikoa ziurtatzeko, funtzioen hedapenerako zirkuitu periferikoak eta elkarren arteko komunikaziorako zirkuitu periferikoak, etab. Zirkuitu formak, zirkuitu funtzioak eta moduluen arteko PCB bideratzearen dentsitatea ulertuz soilik dezakezu. PCB diseinua argi ulertzea, hau da, irudi handiaren ikuspegia deitzen dudana.

PCB diseinuan hasi berriak diren ingeniari askok askotan ez dute PCB zirkuituen, zirkuitu formaren eta zirkuituaren esparru orokorraren banaketaren oinarrizko ezagutzarik. Uste dute osagai elektroniko guztiak PCB plakan jarri eta lineak konektatuta dauden bitartean, dena ondo egongo dela. Jakina, pentsamendu mota hau okerra da. Taula sinpleetarako, tratamendu horrek agian ez du arazorik sortu.

Hala ere, osagai asko dituzten plaka konplexuetarako, ikuspegi honek azkenean arazoak ekarriko ditu. Ikuspegi orokor ona izan gabe, PCB bideratzea nahastu egingo dela, hurbil jarri behar diren osagaiak ezin dira elkarrekin jarri espazio arrazoigabeko erabileragatik eta ezin dira azkenean jarri. Honek arazoak sortzen ditu, esate baterako, egitura-shellak PCB osagaiak ez sartzeko gai izatea, eta horrek hardware-ingeniaria zirkuituak ezabatzera behartzen du.

Edo osagaiak oskolean jar daitezke, baina bideratzea ezin da osatu, beraz, bideratze-arauak sakrifikatu egin behar dira, eta jatorriko lerro lodiak lerro meheetara aldatu behar dira, PCBtik igarotzeko nahikoa korronte ez izatearen ondorioz; Seinale-lerro sentikorren arteko tarte nahikorik eza, seinaleen arteko interferentziaren ondorioz; osagaiak jendez gainezka daude, eta ondorioz interferentziak, produkzio eta prozesatzeko eragiketen automatizazio murriztua, mantentze- eta birlanketa-zailtasuna eta beste arazo batzuk sortzen dira.

Azkenean, produktuaren hainbat parametro elektriko eta hardware-adierazleek ezin dituzte diseinu-eskakizunak bete, eta plakaren ekoizpen- eta prozesatzeko kostuak jatorrizko kostua baino askoz handiagoak dira.

Laburbilduz, PCB diseinuak osagaien eta kableatuaren diseinua eskatzen du, funtzionaltasun-eskakizunak, bateragarritasun elektromagnetikoa, ekoizpena eta prozesamendua, etab. kontuan hartuta, eta baita ondorengo mantentze-lanak eta eguneratzeak ere, zirkuitua arrazoizkoa, erraz ekoizteko eta prozesatzeko, eta erraz konpontzeko eta eguneratzeko diseinatu ahal izateko.

Ekoizpenaren berrikuspen osoago bat lortzeko, erabili artikulu hau gainkorrontearen babesaren diseinuarekin eta kontrolatutako inpedantzia PCBarekin batera , pilaketa, muntaketa edo proba-eskakizunak egiaztatzean.