硬件设计规范(草案)

硬件设计规范（草案）深圳市中达瑞和科技有限公司第0页目录概述-----------------------------------------------------------------------------------------------11.项目准备---------------------------------------------------------------------------------------21.1方案确定-------------------------------------------------------------------------------------21.2具体准备-------------------------------------------------------------------------------------22.原理图设计------------------------------------------------------------------------------------33.PCB设计---------------------------------------------------------------------------------------43.1设计中的一般性问题-------------------------------------------------------------------43.1.1建立元器件封装库-----------------------------------------------------------------43.1.2确定PCB的层数-------------------------------------------------------------------43.1.3元件的导入和布局-----------------------------------------------------------------73.1.4设计规则和限制--------------------------------------------------------------------73.1.5扇出设计-----------------------------------------------------------------------------73.1.6手动布线以及关键信号的处理--------------------------------------------------83.1.7自动布线-----------------------------------------------------------------------------83.1.8布线的整理--------------------------------------------------------------------------93.1.9电路板的外观-----------------------------------------------------------------------93.1.10机壳设计---------------------------------------------------------------------------93.2布线中关于电磁兼容性的特别考虑-------------------------------------------------103.2.1发射带宽-----------------------------------------------------------------------------113.2.2PCB寄生参数----------------------------------------------------------------------113.2.3电流路经-----------------------------------------------------------------------------123.2.4两种形式的EMI-------------------------------------------------------------------123.2.5电路板设计中控制EMI的技术-------------------------------------------------133.2.6器件的位置、布线和布局--------------------------------------------------------153.3集成电路的选择上控制EMI的技术------------------------------------------------163.4设计中关于信号完整性的特别考虑-------------------------------------------------173.4.1SI问题的常见起因----------------------------------------------------------------173.4.2SI问题的解决办法----------------------------------------------------------------193.5设计中的可制造性的特别考虑-------------------------------------------------------203.6电子产品的接地考虑-------------------------------------------------------------------243.6.1电子产品为什么要接地-----------------------------------------------------------243.6.2“四套法”接地系统---------------------------------------------------------------243.6.3“三套法”接地系统---------------------------------------------------------------254.调试----------------------------------------------------------------------------------------------274.1准备过程----------------------------------------------------------------------------------274.2调试过程----------------------------------------------------------------------------------275.总结---------------------------------------------------------------------------------------------28后记-----------------------------------------------------------------------------------------------29硬件设计规范（草案）深圳市中达瑞和科技有限公司第1页概述在公司以往的产品开发过程中，由于没有一个明确的设计规范，设计过程中随意性比较大，这给设计过程和生产过程都造成了一定的影响。为了总结大家在以往设计中积累的经验，以便在以后的开发过程中能共同吸取，有必要制定一份硬件设计规范。我先将我能想到的和看到的一些经验、注意事项写下来，肯定有许多想不到的或者搞错的地方，权当抛砖引玉，以备大家一同讨论。为了使设计过程规范化，必须先规范化设计流程。结合我公司的实际情况，设计流程按先后顺序可分为项目准备、原理图设计、PCB设计、调试、总结等五大部分。通常都是按以上步骤顺序进行，如果运气不好，可能还需要改板一两次。下面分别就这五部分需要注意的加以讨论。由于产品的开发是一项非常复杂的工作，有很多问题需要综合考虑，因此，上面划分的五大部分本身是一个有机的整体，不能割裂开来单独考虑。PCB的设计是硬件设计当中最关键的部分，在查阅了大量资料的基础上，本规范中用了大量的篇幅进行描述，有些内容已经超出了目前我们所设计的电路的考虑范畴，但为了今后设计更高性能的电路发展需要，也把它们列了出来，以备参考。由于我们目前所接触到的电路大多都是数字电路，因此在下面的篇幅中主要是讨论了数字电路的设计方法，但由于射频电路、模拟数字混合电路的设计也有一些特有的规则，而且在今后的设计中也很可能会遇到。因此，在附录中抄录了两篇以往看到的关于设计射频电路、模拟数字混合电路的文章，与大家共享。硬件设计规范（草案）深圳市中达瑞和科技有限公司第2页1项目准备项目准备阶段包括提出方案，需求分析，市场分析，成本分析，技术可行性分析，软硬件平台选择，器件选择，核实器件供货状况，资料准备等许多环节。从某种意义上来说是一个项目开发过程中最重要的阶段，而在项目实施阶段一旦发现有准备阶段考虑不周的地方，很可能意味着一切的推翻重来。所以，应该格外重视。1.1方案确定对于硬件设计人员来说，在准备阶段，首要问题是协同项目负责人选择一个合理的开发平台，主要是指核心芯片和软件平台。此时必须考虑以下几点：1．该平台应该能完全胜任所要完成的任务；2．该平台的性能应该留有余量，以备不时之需；3．平台的易用性，尽量挑选用过的平台，降低开发难度，缩短开发周期；4．技术的先进性，这一点所指的是，并非一定要用最新的技术，但一定不能用即将淘汰的技术，否则会缩短产品的生命周期；5．平台的可扩展性，应该考虑到用来开发的产品相关的后续功能，留足扩展空间；6．如果采用全新的平台，应该考虑是否购买开发板。以上几点应该全面考虑，最终拿出一个折衷书面方案。1.2具体准备方案确定以后，就应该着手具体的准备工作了。这时要仔细阅读芯片手册，应用指南等技术资料，如果有新的开发板，应该尽早开始熟悉。选择相关的外围电路，这时要注意：1．最好采用芯片手册上推荐的电路；2．根据产品的定位选择芯片的温度范围；3．尽量选择常用芯片，不要用偏冷门芯片；4．紧跟大公司的产品线路，大公司的芯片无论从质量，供货，兼容性，可替代性方面都有优势；硬件设计规范（草案）深圳市中达瑞和科技有限公司第3页5．联系所有器件（包括各种连接器，接插件）的供货状况（包括价格，货期，最小定量）；6．联系索取样片，准备所有器件，这一步应该越早越好，不要造成最终“无米下锅”的局面；7．电源选择，电子产品中最容易出问题的就是电源，所以一定要谨慎选择：a.一定要用大厂质量可靠的产品；b.根据产品的应用场合选择合适的供电方式；c.根据产品的形态和成本选择使用开板电源还是模块电源；d.估算电路的功耗，选择电源的容量，一定要留出足够的余量，推荐容量为电路最大功耗的1.5倍到两倍；e.注意电源的纹波电压，至少要小于100mV，推荐选择小于50mV；f.根据电源的功耗考虑散热问题。2.原理图设计准备充分之后，就要开始设计原理图了。与此同时，应该确定与软件人员的接口问题了。在这期间，都应该注意以下一些问题：1．仔细阅读各种有用资料，并做好笔记；2．鉴于通用性，建议目前统一采用Protel软件进行设计；3．为规范起见，建议每一个工程都建立各自的原理图库；4．原理图设计时，建议模块化，不同的功能模块绘于不同的图纸上，最终统一由一张图纸连接各模块；5．网络标号统一命名，标号应该能使人望文生义，低电平有