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硬件电路是电路系统的重要组成部分,硬件电路设计是否合理直接影响电路系统的性能。硬件电路设计的一般分为设计需求分析、原理图设计、元器件选型、PCB设计、工艺文件处理等几个阶段,设计过程中的每一个细节都可能成为导致设计成功与失败的关键。
(1)设计需求分析
硬件电路的设计需求是基于项目或控制平台的系统需求,设计需求的合理分析是选用电路核心元器件及其典型电路的关键。硬件电路的通用设计需求有应用环境、面积/体积限制、电源、功耗等,此外功能不同电路需求也不同。以某控制平台典型电路为例,设计前必须关注的需求如表所示。
(2)原理图设计
原理图设计是硬件电路设计的核心,合适的器件选型、必要的计算分析以进行参数搭配、仿真工具的运用与验证等是其常用工作流程,最终通过绘制原理图将这些技术用图形化语言表达出来。
(3)元器件选型
元器件的选型是原理图设计过程中的一个重要环节。元器件是否合理、优质选用,将直接影响整个硬件电路的性能和可靠性,也关系到产品后期的使用与维护。在选用元器件时,应根据电路功能要求确定元器件的关键参数,图表中给出了常用元器件选型时需要关注的参数,此外还应考虑元器件工作的可靠性、成本、供货周期等因素。
(4)PCB设计
PCB设计是以电路原理图为依据实现硬件电路的功能,此外还应满足可生产性、可测试性、安规、EMC、EMI等技术规范要求,以构建产品的工艺、技术、质量和成本优势。
(5)工艺文件处理
布线完成后,需要对个别元器件、布线和文字的位置和大小等进行调整完善,以便进行生产、调试和维修。然后进行覆铜,推荐采用接地覆铜方式。其次核对网络是否与原理图一致,最后还可使用软件仿真功能对电路进行调试。
随着集成电路设计与制造技术的不断发展,电路系统的功能越来越强大,组成却越来越简单,软件设计的重要性逐渐提高,但硬件设计的重要性不容忽视。合肥沐渥科技拥有专业的硬件设计团队,能够提供完美的硬件设计方案。软件设计得再完美,若硬件设计不合理,系统的性能将大打折扣,一份好的硬件设计则可以达到事半功倍的效果。