干货:嵌入式系统设计开发大全!(万字总结)
整理 | 付斌
公众号 | 嵌入式ARM
01
嵌入式系统设计方法变化的背景
02
嵌入式系统设计方法的变化
为什么在大部分毕业生眼中,只有嵌入式、单片机、ARM、FPGA才是技术呢?现在的高校,几乎都开设这方面的专业,这方面固然有很多高层次人才,高待遇的,但这个东西并不是适合所有人的,大部分起点低的,或者年级偏大的,其实不应该去做这些东西。
现在的嵌入式都是快餐,随着大学生的不停涌入,价值越来越低,并且这些群体大部分都能做出东西来,却就是做不稳定,最后就是白菜价格也卖不出去,而根本点在于缺少对生产、质量、售后、测试、模拟基础功底的漠视。
中国发展这么多年,本质上讲,真正赚钱的,还是这帮搞生产,抓质量,懂销售的群体赚钱,绝对不是研发技术人员。但技术人员,总是把技术举得高高的,而支撑技术变成产品再销售出去的环节,则非常漠视,最后一辈子只能打工。相反,若抓其他几个环节,则完全可以发展出来当老板,自己聘请技术人员即可。
到今天为止,一个公司的倒闭,没有几个是因为技术问题导致的,大多数都是因为其他原因,比如市场、生产、品质等等。赚钱是一个体系,研发只是其中一块。
可以说,对于国内大部分公司来说,就今天来说,贸、工、技路线远比技、工、贸容易成功的多。
21ic援引一位标准的技术人员的话:现在我教给我同事的,大部分都是工厂的东西:一看、二想、三做、四检查。其次就是基于事实,用常理去推理分析,让他们舍去所谓的高科技,把常理用好。通过这两点来做各种事情,而不仅仅限于技术。同时,尽可能避开大家做的东西,大家都喜欢做嵌入式,那我们就做给嵌入式配套的设备,或者嵌入式群体做不了的设备,只有这样,才能获得高额的利润。
03
嵌入式系统设计的3个层次
04
嵌入式硬件系统设计
我们知道,CPU是这个系统的灵魂,所有的外围配置都与其相关联,这也突出了嵌入式设计的一个特点硬件可剪裁。在做嵌入式硬件设计中,以下几点需要关注。
a、电压嵌入式系统需要各种量级的电源比如常见的5v、3.3v、1.8v等,为尽量减小电源的纹波,在嵌入式系统中使用LDO器件。如果采用DCDC不仅个头大,其纹波也是一个很头疼的问题。
b、电流嵌入式系统的正常运行不但需要稳定足够的电源,还要有足够的电流,因此在选择电源器件的时候需要考虑其负载,我设计时一般留有30%的余量。
如果是多层板,电源部分在layout的时候需电源分割,这时需要注意分割路径,尽量将一定量的电源放置在一起。如果是双面板,则走线宽度需要注意,在板子允许的情况下尽量加宽。合适的退耦电容尽量靠近电源管脚。
a、无源晶振其匹配电容和匹配电阻的选择,这部分一般依据参考手册。在单片机设计中,经常使用插件晶振配合瓷片电容。在ARM中,为了减少空间和便于布线,经常使用四角无源晶振配合贴片电容。虽然我们对于固定晶振的匹配电路比较熟悉,但是为了达到万无一失,还是要看参考手册确定电容大小,是否需要匹配电阻等细节。
b、有源晶振具有更好的更准确的时钟信号,但是相比之下,比无缘晶振价格高,因此这也是在硬件电路设计中需要关注的成本。
在做电路板设计时需要注意晶振走线尽量靠近芯片,关键信号远离时钟走线。在条件允许的情况下增加接地保护环。如果是多层板,也要讲关键信号远离晶振的走线。
这部分在LAYOUT的时候是一个重点,究其原因就是要使相关信号线等长以确保信号的延时相等,时钟和DQS的差分信号线走线。在布线的时候各种布线技巧需要综合使用,例如与cpu对称分布,菊花链布线、T型布线,这都需要依据内存的个数多少来进行选择,一般来说个数越多,布线越复杂,但是知道其关键点,一切迎刃而解。
电容屏幕是嵌入式屏幕的首选,在电路设计中需要注意触屏连接线和显示屏连接线的布局。在走线的过程中尽量短的靠近主控cpu,同时注意配对信号走差分线,RGB控制信号走等长。各种信号走线间距遵循3W规则,避免相互干扰。在屏幕的设计中,一定要确保功率和防止干扰,以防屏幕闪屏和花屏现象的出现。
06
嵌入式产品开发流程
在这一个阶段,我们需要弄清楚的是产品的需求从何而来,一个成功的产品,我们需要满足哪些需求。只有需求明确了,我们的产品开发目标才能明确。在产品需求分析阶段,我们可以通过以下这些途径获取产品需求:
在前一个阶段,我们搜集了产品的所有需求。那么在产品规格说明阶段,我们的任务是将所有的需求,细化成产品的具体的规格,就比如一个简单的USB转串口线,我们需要确定产品的规格,包括:
-END-
| 整理文章为传播相关技术,版权归原作者所有 |
| 如有侵权,请联系删除 |
【5】嵌入式工程师结合经历聊硬件工程师和软件工程师哪个更有前途?