電子產(chǎn)品設計要遵循的關(guān)鍵規則

2020-12-17

設計智能，安全和省電的電子設備確實(shí)是一門(mén)藝術(shù)。從概念到原型，再到部署的設計過(guò)程可能是漫長(cháng)而艱巨的，但歸根結底，看到您的創(chuàng )意付諸實(shí)踐確實(shí)令人感到高興。

產(chǎn)品設計滿(mǎn)足要求的功能，可以輕松制造，可靠并且可以承受其設計環(huán)境時(shí)，就是成功的。

這些原則是設計工程師從一開(kāi)始就希望節省時(shí)間和金錢(qián)（更不用說(shuō)頭痛）的快速簡(jiǎn)便的準則。

產(chǎn)品設計中的注意事項

這些是設計嵌入式電子硬件解決方案時(shí)要牢記的注意事項。

了解操作環(huán)境

該系統必須設計成能夠承受環(huán)境要求和條件。例如，僅在室內運行的系統與在所有天氣情況下在室外運行的系統的要求將有很大不同。

在設計和驗證階段，必須考慮工作溫度范圍，壓力，濕度，要求的堅固性，暴露于輻射等。另外，不要忘記功耗和熱分析。

盡可能進(jìn)行額外的設計

不要把自己裝在不必要的地方。只要增加成本和開(kāi)發(fā)時(shí)間等其他約束條件，增加附加電容，增加電流限制，支持高分辨率屏幕等功能都是好主意。

保持打開(kāi)狀態(tài)為您提供了更大的靈活性。這也適用于電源。盡可能對它們進(jìn)行過(guò)度設計，以實(shí)現將來(lái)的功能并增加功耗。

盡可能計劃將來(lái)的功能

如果您知道某個(gè)功能或升級即將到來(lái)，請在可行時(shí)盡早進(jìn)行規劃。再次，從長(cháng)遠來(lái)看，這將為您提供更多選擇。

但是，不要太過(guò)分，您需要始終優(yōu)先考慮最大限度地減少開(kāi)發(fā)時(shí)間，成本和風(fēng)險。在考慮為將來(lái)的功能進(jìn)行設計時(shí)，請始終牢記最小可行產(chǎn)品（MVP）的概念。

了解您的組件

仔細閱讀整個(gè)數據表和所有參考資料，以確保了解零件的功能和限制。

設計靈活

提前計劃以合并“其他”選項，這些選項可能會(huì )避免需要額外的設計旋轉來(lái)添加功能。

例如，這可以包括為Wi-Fi或藍牙模塊添加占用空間，但除非或直到需要，否則不要填充占用空間。

添加條款以簡(jiǎn)化調試

在開(kāi)發(fā)板開(kāi)發(fā)階段，使您自己和您的團隊的調試變得更加輕松。稍后您將感激不盡。

一種很好的啟動(dòng)方法：使用上拉/下拉電阻，而不是直接將IC配置引腳連接到VDD和GND。

如果您需要進(jìn)行電流測量或隔離電源軌，請給自己選擇斷開(kāi)電源輸入和輸出的選項。

簡(jiǎn)化固件開(kāi)發(fā)人員的工作。在設計初期就請教他們，以確定哪些接口可以幫助他們開(kāi)發(fā)和測試代碼。這通常包括調試端口（SWD，JTAG等），一個(gè)UART和一個(gè)或多個(gè)GPIO或LED。

總是考慮測試。在“指甲床”或類(lèi)似類(lèi)型的測試夾具中添加足夠的測試點(diǎn)以進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)測試。

消費產(chǎn)品只有能夠可靠地制造和測試，才能成功。未經(jīng)測試或測試不良的設計可能會(huì )損害客戶(hù)關(guān)系，并因大量回報和RMA損害利潤。

集成了靜電放電（ESD）保護

在任何用戶(hù)可訪(fǎng)問(wèn)的界面上，ESD都是不可避免的，因此請制定相應的計劃以保護您的設計。使用保護二極管，限流電阻器和其他設備來(lái)保護暴露于外界的每個(gè)引腳。

增加電磁干擾（EMI）緩解措施

EMI問(wèn)題可能影響深遠，并會(huì )對您設備的性能，可靠性和向公眾出售的能力產(chǎn)生負面影響。

監管限制在世界各地有所不同，但通常大多數電子產(chǎn)品都需要遵守一套或多套EMI限制。

通過(guò)在所有連接器接口上添加共模扼流圈，鐵氧體和其他EMI抑制設備，從設計開(kāi)始就最大程度地減少EMI問(wèn)題。

盡可能在單端使用平衡的差分接口來(lái)獲得高速信號。

盡早考慮BOM成本

如果BOM成本被取消，該項目可能從一開(kāi)始就注定失敗。與您的設計師進(jìn)行仔細的計劃和估算可以幫助避免意外的意外。在整個(gè)設計階段都要關(guān)注BOM成本。

如果您不能以合理的利潤制造和銷(xiāo)售產(chǎn)品，那么繼續進(jìn)行下去就沒(méi)有意義了。

驗證組件可用性

盡早與您的首選分銷(xiāo)商合作，以了解關(guān)鍵組件的可用性和交貨時(shí)間。

在制造過(guò)程中，無(wú)源電阻（如電阻器和電容器）通?？梢杂眯螤?span>/裝配/功能（FFF）兼容的替代品替代，但對于其他組件（如IC和連接器）則不可能。

創(chuàng )建干凈，文檔完善的原理圖

事實(shí)是，在您的產(chǎn)品完全完成之前，您可能必須切換設計師。因此，您需要通過(guò)擁有適當的設計文檔來(lái)使此過(guò)渡盡可能平滑。

沒(méi)有什么比看示意圖中混亂的老鼠窩并設法弄清楚它更糟糕的了。

使用分層拓撲是一個(gè)好主意。在子表的左側放置輸入，在右側放置輸出。

在原理圖中添加注釋?zhuān)韵蚪酉聛?lái)查看原理圖的任何人指示設計注意事項，IC設置，濾波器參數和其他重要信息。

指定BOM的所有組件參數。不要為電阻以外的任何東西指定“通用”。甚至具有相同電容，電壓，電介質(zhì)和封裝類(lèi)型的電容器，在制造商之間也可能相差很大。

同樣的建議也適用于任何軟件開(kāi)發(fā)，并且您希望正確記錄您的代碼，以便將來(lái)其他人可以根據需要輕松地對其進(jìn)行處理。