硬件原理图

Question

我原来是学电气工程的，在公司做了一年结构工程师。现在被调到硬件部门，做的平板电脑。可是平板电脑的原理图现在看不太懂，只清楚哪个IC是什么功能，但是不会具体应用，不清楚每个电感电容的作用。信号的测量也不太懂，比如cpu某个口的输出波形也不知道如何判断。碰到故障也不知该如何分析，只能量量相关的IC有没有损坏，板子有没有短路。
就是说要想理解原理图具体要学什么知识呢？除了模数电外？如何看ic的说明书，比如sy7088，每个脚的定义有，但是外部电路如何连接呢？具体的电阻电容选择，规格书说的并不多。
要学什么知识才能对平板的IC尽快熟悉起来呢？

Answer 1

一.原理图格式标准:
原理图设计格式基本要求 : 清晰,准确,规范,易读.具体要求如下:
1.1 各功能块布局要合理,整份原理图需布局均衡.避免有些地方很挤,而有些地方又很松,同 PCB 设计同等道理 .
1.2 尽量将各功能部分模块化(如步进电机驱动、直流电机驱动，PG电机驱动，开关电源等), 以便于同类机型资源共享 , 各功能模块界线需清晰 .
1.3 接插口(如电源输入，输出负载接口，采样接口等)尽量分布在图纸的四周围 , 示意出实际接口外形及每一接脚的功能 .
1.4 可调元件(如电位器 ), 切换开关等对应的功能需标识清楚。
1.5 每一部件(如 TUNER,IC 等)电源的去耦电阻 / 电容需置于对应脚的就近处 .
1.6 滤波器件(如高 / 低频滤波电容 , 电感)需置于作用部位的就近处 .
1.7 重要的控制或信号线需标明流向及用文字标明功能 .
1.8 CPU 为整机的控制中心,接口线最多 . 故 CPU 周边需留多一些空间进行布线及相关标注 , 而不致于显得过分拥挤 .
1.9 CPU 的设置二极管需于旁边做一表格进行对应设置的说明 .
1.10 重要器件(如接插座 ,IC, TUNER 等)外框用粗体线(统一 0.5mm).
1.11 用于标识的文字类型需统一 , 文字高度可分为几种(重要器件如接插座 、IC、TUNER 等可用大些的字 , 其它可统一用小些的 ).
1.12 元件标号照公司要求按功能块进行标识 .
1.13 元件参数 / 数值务求准确标识 . 特别留意功率电阻一定需标明功率值 , 高耐压的滤波电容需标明耐压值 .
1.14 每张原理图都需有公司的标准图框 , 并标明对应图纸的功能 , 文件名 , 制图人名/ 确认人名 , 日期 , 版本号 .
1.15 设计初始阶段工程师完成原理图设计并自我审查合格后 , 需提交给项目主管进行再审核 , 直到合格后才能开始进行 PCB 设计 .

二.原理图设计标准参考:
2.原理图设计前的方案确认的基本原则：
2.1 详细理解设计需求，从需求中整理出电路功能模块和性能指标要求。
2.2 根据功能和性能需求制定总体设计方案，对CPU进行选型，CPU选型有以下几点要求：
(1) 性价比高；
(2) 容易开发：体现在硬件调试工具种类多，参考设计多，软件 资源丰富，成功案例多；
(3) 可扩展性好。
2.3 针对已经选定的CPU芯片，选择一个与我们需求比较接近的成功参考设计，
2.4 根据需求对外设功能模块进行元器件选型，元器件选型应该遵守以下原则：
a）普遍性原则：所选的元器件要是被广泛使用验证过的，尽量少使用冷门、偏门芯片，减少开发风险。
b）高性价比原则：在功能、性能、使用率都相近的情况下，尽量选择价格比较好的元器件，降低成本。
c）采购方便原则：尽量选择容易买到、供货周期短的元器件。
d）持续发展原则：尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件。
e）可替代原则：尽量选择pin to pin兼容芯片品牌比较多的元器件。
f）向上兼容原则：尽量选择以前老产品用过的元器件。
g）资源节约原则：尽量用上元器件的全部功能和管脚。
2.5 对选定的CPU参考设计原理图外围电路进行修改。
修改时对于每个功能模块都要找至少3个相同外围芯片的成功参考设计，如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的，那么基本可以放心参照设计，但即使只有一个参考设计与其他的不一样，也不能简单地按少数服从多数的原则，而是要细读芯片数据手册，深入理解那些管脚含义，多方讨论，联系芯片厂技术支持，最终确定科学、正确的连接方式，如果仍有疑义，可以做兼容设计。
这是整个原理图设计过程中最关键的部分，必须做到以下几点：
a）对于每个功能模块要尽量找到更多的成功参考设计，越难的应该越多。
b）开发人员一定要在广泛调查、学习和讨论的基础上做出最科学正确的决定。
c）如果是参考已有的老产品设计，设计中要留意老产品有哪些遗留问题，这些遗留问题与硬件哪些功能模块相关，在设计这些相关模块时要更加注意推敲，不能机械照抄原来设计。
2.6 硬件原理图设计还应该遵守一些基本原则，这些基本原则要贯彻到整个设计过程，虽然成功的参考设计中也体现了这些原则，但因为是“拼”出来的原理图，所以我们还要随时根据这些原则来设计审查原理图，这些原则包括：
a）数字电源和模拟电源分割。
b）数字地和模拟地分割，单点接地，数字地可以直接接机壳地（大地），机壳必须接地，以保护用护人身安全
c）保证系统各模块资源不能冲突。
d）阅读系统中所有芯片的手册（一般是设计参考手册），看它们未用的输入管脚是否需要做外部处理，是要上拉、下拉，还是悬空，如果需要上拉或下拉，则一定要做相应处理，否则可能引起芯片内部振荡，导致芯片不能正常工作。
e）在不增加硬件设计难度的情况下尽量保证软件开发方便，或者以较小的硬件设计难度来换取更多方便、可靠、高效的软件设计。
f）功耗问题，设计时尽量降低功耗。
g）产品散热问题，可以在功耗和发热较大的芯片增加散热片或风扇，产品机箱也要考虑这个问题，不能把机箱做成保温盒，电路板对“温室”是感冒的。
2.7 硬件原理图设计完成之后，设计人员应该按照以上步骤和要求首先进行自审，然后再提交给他人审核，其他审核人员同样按照以上要求对原理图进行严格审查，如发现问题要及时进行讨论分析，分析解决过程同样遵循以上原则和步骤。

追问

目前只是助理而已，不用做布线，和原理图的设计。主要是任务是故障分析解决，信号的测量比较看重。后续比较会了才涉及到原理图的修改，器件的选型。嗯，你说的这些我都接触过，只是到了具体的部分比如有些地方为什么是cpu的供电，有的是电池的供电，有没有类似分析芯片在电路中用法一类的书籍。

Answer 2

你这种情况有没有可能是公司想裁员呢，这调动太不靠谱了。
面对一块PCB板你的疑问肯定会巨多，就最简单的一个电阻是什么封装，有什么种类，用什么精度，用多大就够你网上查大半天了。如果想熟悉起自己的产品，只能靠问你们的硬件工程师了。慢慢积累，没有捷径，遇到陌生概念就自己查。像最最基本的，看回大学的数电模电吧。

追问

其实我原来的工作做得挺好的，只是部门解散了。我是电气工程专业的，模数电还是学过的，单片机也学过，allegro，orcad是自学的。具体的时序测量，输出波形测量。芯片外部电路各个原件作用，还不是很清楚。现在只能做一些简单的故障排除，我想说，有没有什么入门一点的ic应用实例介绍的书。

追答

那你找本单片机的书看罗，里面有电路图那种，起码能了解一下一些基本的IC。市场上不可能有一款IC转给人入门用。想看实例，可以去一些出名的集成电路官网，比如，TI，NXP,Atmel之类，找下application note,里面有大把他们自家ic的应用介绍，后你看好几年了。

Answer 3

你需要对应去看这块芯片的资料！管脚功能要会！要懂哪些需要的电流多，哪些的少！多的要用其他的硬件驱动，提供电流！用电流少的就可以直接和控制芯片连接！你可以去看看单片机的书！CPU和单片机差不多！只不过是要多一些指令！搭载了一个系统！

追问

是啊，其实就是不懂。比如为什么lcd屏有那么多电压输入，vdd，avdd，vled，vgh等等。sy7088lx脚为什么接个1.5mh的电感，这些芯片规格书上也没说。就算是电容我知道是滤波，除噪音，旁路，那大小的选择依据是什么。cpu上数百个管脚怎么看？其实这个从架构上来说都是x86但是感觉和单片机不是一个层次的难度。

追答

单片机是一个计算机！他只有一块芯片就能做很多事！不像cpu 要加上其他很多的芯片才能工作！cpu有数百个上千个管脚，他每一个管脚都有不同的用处！只是需要对应去写程序控制！单片机就是这个种模式！但是你现在需要搞懂的是怎么去弄这些除开主控的其他驱动硬件！这个是对应了芯片来说的！

追问

单片机感觉比较单一，平板这个x86到是很多东西挂在soc上，网络太复杂了。一个开不了机我都觉得很棘手。其实我应该多看ic的应用电路，多比较。有没有相关的书籍或者网站推荐下。目前主要是做wins平板的。

追答

那肯定的啊！但是也差不多！学习的方法你用单片机的来学！只是要多学些指令！多了一个系统！我的学习就是这个样子！我现在也是新手！你都是工作的人！但是推荐的话！不如把它想象成单片机来看看！