电子原理图和电子线路板图的电路设计解析

电子原理图和电子线路板图的电路设计解析电路设计包括原理图和线路板图两个具体工作范畴，这2个范畴具有高度统一性也有明显区别。可由一个专业工程师去做，也可以分成2个专业工程师。原理图解决的问题是把握需求分析，验证设计方案，其输入是任务书(或派生的硬件设计需求)和硬件设计方案。其输出是能指导线路板工作的原理图。这个工作顾名思义重视的是原理性的内容。线路板工程师解决的问题更靠近实际，看得见模得着那种。与器件特性、布局、电路板制作规范等密切相关。

做结构设计，有绝大多数结构与内置的线路板密切关联，例如：外形尺寸、安装固定、对外接口、器件摆放、电路布局、对外辐射、抗外部辐射等。而其中的许多因素并不是结构设计专业所能了解的，最主要的是很多情况下，用户并不专业，因此我公司被迫具备了一定的硬件研发能力。视用户的需求来制定在硬件研发上帮用户做到何种程度。

在这种工程实际的产品设计过程中，笔者就个人的一些经验，归纳成充分性和必要性两个方面。这2个方面都与工程实际密切相关，其主要目的是首先保证设计符合需求，其次保证方案最优。

充分性的主要含义就是要充分保证设计需求，满足各种指标和性能要求。必要性则考虑的是方案是否最优，涉及成本、工艺性、维修等方面内容。二者有机结合，设计出来的产品才算合格。

充分性除了能满足客户需求之外，还要满足一些潜在的需求。具体说就是合理的裕度，将来升级的可能性考虑。这也很重要，千万避免将来为了增加一个io口导致重新设计的情况。而合理的裕度比较难以评估，例如输入带宽要求5M，设计成8M算合理呢还是10M算合理呢，这个由主任考虑，一般都写在方案里了。如果某个芯片，8M和20M基本一个价，那当然用20M的了，裕度大嘛。

必要性就是反过来考察设计方案了，是否有必要这么设计，是否出现为了某个需求付出不合比例的成本等，也直接考察整体的硬件方案是否比较优化，有没有更好的方案等。如果某个芯片面临停产，则设计中有必要更换另一个远景较好的芯片，总之，考虑要周全，目标要放远。

再来说说成本的问题，说重一些，成本也是核心内容。越是批量大的产品，越要考虑成本。笔者在04年左右接过一个工作，当时给了我2万，我高兴得不得了，活是把一个pic的程序优化，从4.3K优化到小于4K，没有源程序，只有烧写代码。我当时不懂为什么这么做，用了一个星期时间，一段一段优化，最后优化到3.7K了，功能完全保持，懂汇编的都会做。纯语句优化就可以。

后来才知道，人家是一个OEM集成商，完全不懂技术。他们买的技术，用的pic是8K容量的，换4K容量的PIC，一年能省30多万，我当时彻底晕了。

光说虚的会瞌睡的，下面来点稍微给力的：

1：电阻

注意功率富裕度要在1倍以上，不要算出来1/8W就用0805，至少要用1206的。否则板子那个地方就可能比较热。1%和5%的在批量买时价格有小差别，10盘的时候能差几十块，但是基本可以忽略不计。如果板子没有别的表贴件就不要选表贴电阻，会带来额外焊接成本。如果有表贴件，则尽量用表贴电阻，省成本，省焊接费，省空间，电气特性好。

2：电容

成本差别很大，与电容材料和封装的关系十分密切，首先明确需求，以便确定材料，再选择合适的封装。注意，能充分满足要求即可，因为价格差别很大。电解电容的电压裕度要一倍以上，比如5V电路至少要用9V电容，因为电解电容热稳定性较差，温度稍微高点，耐压急剧下降。耐压也不要过大，5V电路选个35V电容，体积会大很多，价格也差不少。

3：外围芯片

一定要考察好将来是否停产，要多听听代理商或技术支持的意见和推荐，他们熟悉产品系列，但要分辨他们可能为了主推某芯片而有所偏向。有时用成熟芯片不一定价格好，比如经典的6264，市场价现在都在数十元以上，还经常买不到，而目前常用的62256才4元钱。

做电路设计要不厌其烦，一个元件一个元件仔细抠。说某人不是“吓”大的，可以。但绝不能说硬件工程师不是出错“出”大的。