Donanım Devre Tasarım Fikirleri

Donanım Devre Tasarımı Gereksinimleri Analizi

Herhangi bir ürün projesine başlamadan önce, ürünün konumlandırılmasını ve işlevsel alt bölümlerini belirlemek için ürünü analiz etmek çok önemlidir. Bu analiz, gereksinimlerin iyileştirilmesine ve sınıflandırılmasına yardımcı olarak ürün tasarımı ve görev bölümü için temel görevi görecek bir gereksinimler listesine yol açar.

Gereksinim listesi açıklığa kavuşturulduktan sonra mühendisler hangi fonksiyonların donanımda, hangilerinin yazılımda uygulanacağına karar vermelidir. Daha sonra donanım uygulama gereksinimleri, bu işlevleri uygulayacak devreleri belirlemek için daha da geliştirilir.

Tüm donanım devreleri bu gereksinimlere göre tasarlandığından, gereksinim analizi ve iyileştirme, donanım devre tasarımının merkezinde yer alır. Bu analiz, donanım çözümlerinin seçimini netleştirir ve bu süreç sırasında genellikle donanım çözümü belirlenebilir.

Donanım Devre Çözümü Seçimi

Birden fazla çözüm aynı işlevi başarabildiğinde, bu çözümlerin karşılaştırılması ve analizi gereklidir:

• Çözümlerin maliyet farkı karşılaştırması: Bu, malzeme maliyetinin, Ar-Ge maliyetlerinin, tamamlayıcı devrelerin kullanım maliyetlerinin ve işlem maliyetlerinin karşılaştırılmasını içerir.
• Çözümlerin olgunluk karşılaştırması: Yeni ve olgun çözümler arasında seçim yapmak, özellikle proje programları sıkı olduğunda çok önemlidir.
• Çözümlerin performans avantajları karşılaştırması: Hangi performans yönlerine odaklanılacağını anlamak, ürünün avantajlarını vurgulamak ve temel göstergelere odaklanmak açısından önemlidir.
• Çözümün diğer destek yönleri: Tedarikçilere bağlı çözümler için, çözüm seçiminde tedarikçilerle işbirliği dikkate alınmalıdır.

Çözüm seçimi, ürünün performansını ve kalitesini önemli ölçüde etkiler ve donanım tasarımının önemli bir unsurudur. Yeni işlevlere sahip ürünler için ürün çözümlerinin seçilmesi, piyasadaki benzer ürünlerin prototiplerine atıfta bulunabilir, zamandan tasarruf sağlar ve ilgili olgun çözümlerin daha doğru bir şekilde bulunmasına yardımcı olur.

Donanım Devre Tasarım Şeması

Donanım devre tasarım şeması devrenin mantığını düzenler. Bu şema sayesinde ürünün mantığı, sinyal akışı ve fonksiyonel kart ara bağlantıları detaylı olarak analiz edilebilmektedir.

Karmaşık projeler için şematik tasarım çok önemlidir. Eksik ürün işlevlerinin, doğru sinyal akışının ve doğru mantıksal seçimin kontrol edilmesine olanak tanır. Ayrıca şematik tasarıma zemin hazırlayarak tasarım sürecinde net bir anlayış sağlar.

Devrede görünmeyen bir şema olan güç ağacı tasarımı da önemlidir. Pek çok sorun, güç kaynağının yetersiz tasarım marjlarından kaynaklanır ve bu da anormal güç kaynağına yol açar. Her modülün güç gereksinimlerini anlamak, özetlemek ve bir bütün olarak tasarlamak çok önemlidir.

Donanım Devrelerinin Şematik ve PCB Tasarımı

Şematik tasarım, tüm donanım ürünü tasarımının temeli ve anahtarıdır. Şematik tasarımın doğruluğunu sağlamak için aşağıdaki noktaların sağlanması gerekir:

• Şematik çizimin standardizasyonu: Yeni cihazlar için semboller çizilirken uygulama devresine göre çizilmeli, PIN sıralarına göre düzenlenmesi önerilmez. Şematik çizilirken sinyal akışının net olabilmesi için çizim sırasında semboldeki modüllerin sınıflandırılması tavsiye edilir.
• Şematik ağ adlandırmasında standardizasyon: Şematik sinyal ağı adlandırmasının standartlaştırılması gerekiyor. Örneğin, güç modülü güç kaynağı voltajını gösterir ve kontrol sinyali sinyal akış yönünü gösterir.
• Şemaların kendi kendine kontrolü ve karşılıklı kontrolü: Şemayı tamamladıktan sonra önce kendi kendini kontrol edin:
  • Tek noktalı ağlar, ağ sızıntıları vb. olup olmadığını görmek için ağ bağlantısını kontrol edin.
  • Dirençlerin, kapasitörlerin ve indüktörlerin akım taşıyan voltajının koşulları karşılayıp karşılamadığı gibi devre tasarım marjının tasarım gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığı.
  • Tasarım spesifikasyonunu, yani ağ adlandırmasının standartlaştırılıp standartlaştırılmadığını ve sinyal akış yönünün doğru şekilde işaretlenip işaretlenmediğini kontrol edin.
  • Ağ bağlantı hataları, eksik bağlantılar, eksik bileşenler vb. gibi bazı temel hataları kontrol edin.
  • Şematik karşılıklı kontrol: Kontrol konusunda diğer mühendislerden yardım isteyin, çünkü herkesin düşünmesi sınırlıdır ve başkaları aracılığıyla kendi bulamayacağınız sorunları bulabilir, kendi bilişsel hatalarınızı da bulabilirsiniz.

Şemanın doğruluğu esas olarak taslağı hazırlayana bağlıdır ve taslağı hazırlayan kişi aynı zamanda sorumlu taraftır. İşte şemayı tekrar tekrar gözden geçirmenin iyi bir deneyim olduğunu düşünüyorum. Şemayı üç defadan fazla inceleyerek çoğu zaman birçok hatayı veya başka türlü bulunamayan standart dışı tasarımları bulmak mümkündür. Bir kitabı yüz defa okumak onun manasıdır ve bu da aynı prensiptir.

Donanım Devre Mühendisi Deneyim Paylaşımı

PCB tasarımı donanım devrelerinin fiziksel olarak gerçekleştirilmesidir ve donanım devrelerinin taşıyıcısıdır. Üretim ve işleme sonrasında, PCBA son olarak ürün yapısıyla birleştirilir. Tasarım fikirleri ve yöntemleri temel olarak şunları içerir:

• PCB tasarımı yapının dikkatli bir şekilde analiz edilmesini gerektirir
• PCB tasarımı büyük resim görünümü gerektirir

Çoğu durumda, PCB tasarımı bir CPU çekirdeği etrafında döner ve daha karmaşık durumlarda biri ana çekirdek, diğeri ikincil çekirdek olmak üzere çift çekirdek bulunur. Kart üzerindeki diğer devreler bu CPU'nun çevresel devresi olarak adlandırılabilir. CPU'nun minimum sistem çevresel devresini sağlamak için çevresel devreler, fonksiyon genişletme için çevresel devreler ve karşılıklı iletişim için çevresel devreler vb. mevcuttur. Yalnızca devre formlarını, devre fonksiyonlarını ve modüller arasındaki PCB yönlendirme yoğunluğunu anlayarak bunu yapabilirsiniz. Büyük resim görünümü dediğim PCB düzeni hakkında net bir anlayışa sahip olmak.

PCB tasarımına yeni başlayan birçok mühendis genellikle PCB devrelerinin dağıtımı, devre formları ve genel devre çerçevesi hakkında temel bir anlayışa sahip değildir. Tüm elektronik bileşenler PCB kartı üzerine yerleştirildiği ve hatlar birbirine bağlandığı sürece her şeyin yoluna gireceğini düşünüyorlar. Bu tür bir düşüncenin yanlış olduğu açıktır. Basit tahtalar için bu tür bir tedavi sorun yaratmayabilir.

Ancak birçok bileşeni olan karmaşık kartlar için bu yaklaşım sonuçta sorunlara yol açacaktır. İyi bir genel görünüm olmadan PCB yönlendirmesinin karışacağını, yakın yerleştirilmesi gereken bileşenlerin mantıksız alan kullanımı nedeniyle bir araya getirilemeyeceğini ve en sona yerleştirilemeyeceğini göreceksiniz. Bu, yapı kabuğunun PCB bileşenlerini barındıramaması gibi sorunlara yol açar ve bu da donanım mühendisini devreleri silmeye zorlar.

Veya bileşenler kabuğa yerleştirilebilir, ancak yönlendirme tamamlanamaz, bu nedenle yönlendirme kurallarından fedakarlık edilmeli ve başlangıçta kalın çizgiler ince çizgilere değiştirilmeli, bu da PCB'nin geçmesi için yetersiz akımla sonuçlanmalıdır; hassas sinyal hatları arasında yetersiz boşluk, sinyaller arasında sinyal girişimine neden olur; bileşenlerin çok kalabalık olması, parazite, üretim ve işleme operasyonlarının otomasyonunun azalmasına, bakım ve yeniden işlemede zorluklara ve diğer sorunlara neden olur.

Sonuçta ürünün çeşitli elektriksel parametreleri ve donanım göstergeleri tasarım gereksinimlerini karşılayamıyor ve kartın üretim ve işleme maliyetleri orijinal maliyetinden çok daha yüksek.

Kısacası, içinde PCB tasarımı Devrenin makul, üretimi ve işlenmesi kolay olacak şekilde tasarlanabilmesi için, işlevsel gereksinimleri, elektromanyetik uyumluluğu, üretimi ve işlemeyi vb. tam olarak dikkate alan ve ayrıca daha sonraki bakım ve yükseltmeleri de dikkate alan bileşenlerin ve kabloların yerleşimini gerektirir. ve onarılması ve yükseltilmesi kolaydır.

Daha kapsamlı bir üretim değerlendirmesi için bu makaleyi de kullanın. aşırı akım koruma düzeni hem de kontrollü empedans PCB Yığın yapısını, montajı veya test gereksinimlerini kontrol ederken.