（一板通）硬體電路設計流程系列--方案設計(1)主晶元選型
平台的選擇很多時候和系統選擇的演算法是相關的，所以如果要提高架構，平台的設計能力，得不斷提高自身的演算法設計，複雜度評估能力，頻寬分析能力。
常用的主處理器晶元有：微控制器，asic，risc(dec alpha、arc、arm、mips、powerpc、sparc和superh )，dsp和fpga等，這些處理器的比較在網上有很多的文章，在這裡不老生常談了，這裡只提1個典型的主處理器選型案例。
比如市場上現在有很多高畫質網路攝像機（hd-ipnc）的設計需求，而ipnc的解決方案也層出不窮，ti的解決方案有dm355、dm365、dm368等，海思提供的方案則有hi3512、hi3515、hi3520等，nxp提供的方案有pnx1700、pnx1005等。
對於hd-ipnc的主處理晶元，有幾個主要的技術指標：**解析度，**編碼器演算法，最高支援的影象抓拍解析度，cmos的影象預處理能力，以及網路協議棧的開發平台。
hi3512單晶元實現720p30 h.264編譯碼能力，滿足高畫質ip camera應用, hi3515可實現1080p30的編譯碼能力，持續提公升高畫質ip
camera的效能。
dm355單晶元實現720p30 mpeg4編譯碼能力，dm365單晶元實現720p30 h.264編譯碼能力, dm368單晶元實現1080p30 h.264編譯碼能力。
dm355是2007 q3推出的，dm365是2009 q1推出的，dm368是2010 q2推出的。海思的同檔次解決方案也基本上與之同時出現。
海思和ti的解決方案都是基於linux，對於網路協議棧的開發而言，開源社群的資源是沒有區別的，區別的只在於晶元**商提供的sdk開發包，兩家公司的sdk離產品都有一定的距離，但是linux的網路開發並不是乙個技術難點，所以並不影響產品的推廣。
作為ipnc的解決方案，在720p時代，海思的解決方案相對於ti的解決方案，其優勢是支援了h.264編譯碼演算法，而ti只支援了mpeg4的編譯碼演算法。雖然在2023年初，mpeg4的劣勢在市場上已經開始體現出來，但在當時這似乎並不影響dm355的推廣。
對於最高支援的影象抓拍解析度，海思的解決方案可以支援支援jpeg抓拍3m pixels@5fps，dm355最高可以支援5m pixels，雖然當時沒有成功的開發成5m pixel的抓拍（記憶體分配得有點兒問題，
後來就不折騰了），但是至少4m pixel的抓拍是實現了的，而且有幾個朋友已經實現了2560x1920這個接近5m pixel的抓拍，所以在這一點上dm355稍微勝出。
因為在高畫質解析度下，ccd感測器非常昂貴，而cmos感測器像原尺寸又做不大，導致本身在低照度下就效能欠佳的cmos感測器的成像質量在高解析度時變差，於是ti在dm355處理器內部整合了乙個叫做isp的影象預處理模組，它由ccdc，ipipe，ipipeif和h3a模組組成，能幫助實現把cmos的raw data（一般是指bayer格式資料）轉成ycbcr資料，同時實現包括白平衡調節，直方圖統計，自動**，自動聚焦等採用cmos解決方案所必須的功能，故dm355處理器就可以無縫的對接各種影象感測器了。而海思的解決方案對於cmos的選擇就有侷限性，它只能用ovt一些解決方案，因為ovt的部分sensor整合了影象預處理功能。但是dm355不僅可以接ovt的解決方案，還可接很多其他廠家的cmos sensor，比如aptina的mt9p031。
所以在影象預處理能力方面，dm355繼續勝出。
在ipnc這個領域，只要每台掙1個美金就可以開始跑量，所以在那個時代，很少有人會去死摳h.264和mpeg4的效能差異，而且ti已經給了市場乙個很好的預期，支援h.264的dm365很快就會面世。
所以ipnc這個方案而言，當時很多企業都選擇了dm355的方案。
有些朋友現在已經從dm355成功過渡到dm365、dm368，雖然你有時候會罵ti，為什麼技術不搞得厲害點，在當年就一步到位，浪費了多少生產力。但是技術就是一點一點積累起來，對於個人來不得半點含糊，對於大企業，他們也無法大躍進。dm355的cmos預處理技術也有很多bug，sdk也有很多bug，有時會讓你又愛又恨，但是技術這東西總是沒有十全十美的，能在特定的歷史條件下，滿足市場需求，那就是個好東西。
當然海思的解決方案在dvs、dvr方面也大放異彩，一點也不遜色於ti的解決方案。
其它晶元的選型則可以參考各晶元廠商官方**的晶元手冊，進行pk，目前大部分晶元廠商的晶元手冊都是免nda**的，如果涉及到nda問題，那就得看個人和公司的資源運作能力了，一般找一下國內相應晶元的總**商，溝通一下，簽個nda還是可以要到相應資料的。每隔一周上各ic大廠的官方主頁，關注一下晶元發展的動態這是每個電子工程師的必須課啊，這不僅為了下乙個方案設計積累了足夠的資本，也為公司的產品策略做足了功課。
硬體電路設計流程系列--方案設計(2)晶元選購
晶元採購是電子電路設計過程中不可或缺的乙個環節。一般情況下，在各ic大廠上尋找的晶元，只要不是eol掉的晶元，一般都能採購到。但是作為電子電路的設計者，很少不在晶元採購問題上栽過。
常見的情況有以下幾種：
1，遇到經濟危機，各ic廠商減產，導致晶元供貨週期變長，有些ic廠商甚至提出20周貨期的訂貨條件。印象很深的2023年上半年訂包pth08t240wad，4-6周就取到了貨，可是到了2023年下半年，要麼是20周貨期，要麼就是**翻一番，而且數量只有幾個。
2，有些晶元雖然在datasheet上寫明了有工業級產品，但是由於市場上用量非常少，所以導致ic廠商生產非常少，市場供貨也非常緊缺，這就讓要做寬溫工業級產品的企業或者軍工級產品的企業付出巨大的代價。
3，有些晶元廠商的**渠道控制得非常嚴格，一些比較新的晶元在一般的**商那採購不到，只能從**商那訂。如果數量能達到乙個mpq或者moq的要求，一般**商就會幫你採購。但是如果只是要一兩個工程樣品，那麼就得看你和**商的關係了，如果你剛進入這個行業的話，那很有可能你就無法從**商這獲得這個工程樣片。
4，有些晶元是有限售條件，如果晶元是對中國限售而不對亞洲限售的話，一般可以通過新加坡搞進來，如果晶元是對亞洲限售的話，那採購難度得大大的增加，採購的**也會遠遠超出你的想象空間。先看乙個晶元採購案例：
之前我給一朋友推薦了乙個fpga晶元，他後來給我發了一段聊天記錄，如下：
2010-8-3 9:13:12 a b xc6slx16-2csg225c訂貨250.
002010-8-3 9:22:10 b a訂貨多久呢？
2010-8-3 9:22:37 a b 2周
2010-8-13 14:22:47 a b xc6slx16-2csg225c這個型號，你那天跟我定的，本來是貨期兩周的，但是這個型號屬於敏感型號，禁運國內的，我們要第三方去**，所以現在貨期要5周左右，你看能接受嗎？
注：b為晶元採購商，a為晶元**商回顧一下當時發生的情形：
2010-8-3，b設計好方案，確定好晶元型號後，因為晶元型號比較新，害怕晶元買不到，於是向晶元**商a確定了一下晶元的貨源情況，當獲知**和貨期之後，b非常高興，非常滿意地跟我說，你推薦的晶元價效比真不錯，等原理圖設計完之後，就馬上去訂貨。
2010-8-13，b設計完原理圖後，b要向a下單時，突然收到a的上述回覆，於是他一下子就蒙了，因為2周就可以完成pcb layout，1周就可以完成pcb加工生產。也就意味著b即使2010-8-13下單，也得幹等2周的時間才能開始焊接除錯。（最後a這**商又獲知這晶元是對中國禁售的，沒有辦法幫b搞定，最後b從另外一家晶元**商那花了5周的時間才採購到，而且**漲到了450）
耽誤2周可能還算是少的了，遇到其他特殊情況，晶元搞不到也都是有可能的，如果是原理圖設計好了之後遇到這種情況的話，那簡直就要哭了，如果是等pcb layout好了之後再遇到這種情況的話，那就是欲哭無淚了。
所以建議在晶元方案確定之後，就馬上下單採購晶元，晶元詢價時獲得的**和貨期訊息有時並不一定準確，因為ic行業的資料庫的更新有時具有一定的滯後性，只有下單後等到**商的合同確認，那才算塵埃落定。
（一板通）硬體電路設計流程系列--方案設計(3)功耗分析與電源設計
分析系統主晶元對紋波的要求
由於直流穩定電源一般是由交流電源經整流穩壓等環節而形成的，這就不可避免地在直流穩定量中多少帶有一些交流成份，這種疊加在直流穩定量上的交流分量就稱之為紋波，紋波對系統有很多負面的影響，比如紋波太大會造成主處理器晶元的重啟，或者給某些ad，da引入雜訊。乙個典型的現象就是，如果電源的紋波疊加到音訊da晶元的輸出上，則會造成嗡嗡的雜音。下表是設計中所使用晶元對紋波的要求，以及電源晶元能夠提供的紋波範圍，紋波是選擇電源晶元的重要引數，這裡只列舉一兩個晶元進行說明：
晶元紋波統計表
分析系統主晶元的電壓上電順序要求
當今的大多數電子產品都需要使用多個電源電壓。電源電壓數目的增加帶來了一項設計難題，即需要對電源的相對上電和斷電特性進行控制，以消除數字系統遭受損壞或發生閉鎖的可能性。一般這個在晶元手冊中會有詳細說明，建議遵守晶元手冊中的要求進行設計。
分析系統所有晶元的功耗
統計板卡上用到的所有晶元的功耗，大部分晶元的功耗在晶元手冊上都有詳細說明，部分晶元的功耗在手冊上沒有明確寫明，比如fpga，這時候可以根據以往設計的經驗值，或者事先將fpga的邏輯寫好，借助eda工具進行統計，比如ise的xpower analyzer，下面的**是乙個功耗分析的統計案例。注：因為資料比較多，所以這裡只選擇了3.
3v的幾個晶元作為代表進行統計。
論證選擇的電源方案能否滿足以上的所有要求
根據對上電順序的要求，紋波以及功耗的分析，選擇正確的電源方案。電源設計是乙個細活，資料統計整理是乙個不可缺少的工種，養成良好的設計習慣，是「一板通」必需的環節。
電源方案的選擇，學問非常多，分析的文章更是數不勝數。在這裡只
列舉幾個規律性的東西。
在消費級產品裡面，由於成本非常敏感，散熱要求比較高，所以一般傾向於dc/dc的解決方案，而且現在越來越多傾向於powermanagement multi-channel ic（pmic）的解決方案。dc/dc的乙個比較大的缺點就是紋波大，另外如果電感和電容設計不合理的話，電壓就會很不穩定。
印象非常深的就是有一次用dc/dc給fpga供電時，根據fpga的power distribution system (pds)分析，加了足夠多的330uf鉭電容，結果dc/dc就經常出問題，所以dc/dc的設計一定要細心。大功率電路設計時，電感的選擇也非常的關鍵，參考設計中很多電感型號在北京中發電子市場或者深圳賽格廣場上都是買不到的，而國內市場上的替代品往往飽和電流要小於參考設計中電感的要求值，所以建議設計時也要先買到符合要求的電感之後，再開始做電感的footprint。
在非消費品領域，ldo、電源模組用得相對較多，因為電源紋波小，設計簡單。我初學電路的時候，當時就特怵dc/dc的設計，所以當時一直用的ldo和電源模組，直到後來開始設計消費級產品，因為成本的考慮，才不得不開始設計dc/dc，不過現在ic設計廠商已經基本上都把mosfet整合到晶元裡面去了，所以dc/dc的設計的複雜度也變小了。
硬體電路設計具體詳解
圖2.1 數字示波器顯示原理 數字示波器的工作原理可以用圖2.1 來描述，當輸入被測訊號從無源探頭進入到數字示波器，首先通過的是示波器的訊號調理模組，由於後續的a d模數轉換器對其測量電壓有乙個規定的量程範圍，所以，示波器的訊號調理模組就是負責對輸入訊號的預先處理，通過放大器放大或者通過衰減網路衰減...
簡單電路設計
09江蘇 7 保密室有兩道門，只有當兩道門都關上時 關上一道門相當於閉合乙個開關 值班室內的指示燈才會發光，表明門都關上了 下圖中符合要求的電路是 答案 a 09山東平原縣 小轎車的儀錶盤上，有乙個顯示汽車車門關閉狀況的指示燈。只要四個車門中有乙個沒關閉 此時裝在車門上的電路開關處於斷開 指示燈就發...
模擬電路設計
模擬電子課程設計報告 題目 正弦波振盪器的設計 專業 電氣工程系通訊工程 班級 09通訊 1 班 姓名 李濤 指導教師 周珍艮 電氣工程系 2011年5月25日 課程設計任務書 學生班級 09通訊 1 班學生姓名 李濤 學號 0909131027 設計名稱 正弦波振盪器的設計 起止日期 2011 5...