電路設計的充分性和必要性

電路設計包括原理圖和線路板圖兩個具體工作范疇，這2個范疇具有高度統一性也有明顯區別。可由一個專業工程師去做，也可以分成2個專業工程師。原理圖解決的問題是把握需求分析，驗證設計方案，其輸入是任務書(或派生的硬件設計需求)和硬件設計方案。其輸出是能指導線路板工作的原理圖。這個工作顧名思義重視的是原理性的內容。線路板工程師解決的問題更靠近實際，看得見模得著那種。與器件特性、布局、電路板制作規范等密切相關。

　　做結構設計，有絕大多數結構與內置的線路板密切關聯，例如：外形尺寸、安裝固定、對外接口、器件擺放、電路布局、對外輻射、抗外部輻射等。而其中的許多因素并不是結構設計專業所能了解的，最主要的是很多情況下，用戶并不專業，因此我公司被迫具備了一定的硬件研發能力。視用戶的需求來制定在硬件研發上幫用戶做到何種程度。

　　在這種工程實際的產品設計過程中，筆者就個人的一些經驗，歸納成充分性和必要性兩個方面。這2個方面都與工程實際密切相關，其主要目的是首先保證設計符合需求，其次保證方案最優。

　　充分性的主要含義就是要充分保證設計需求，滿足各種指標和性能要求。必要性則考慮的是方案是否最優，涉及成本、工藝性、維修等方面內容。二者有機結合，設計出來的產品才算合格。

　　充分性除了能滿足客戶需求之外，還要滿足一些潛在的需求。具體說就是合理的裕度，將來升級的可能性考慮。這也很重要，千萬避免將來為了增加一個io口導致重新設計的情況。而合理的裕度比較難以評估，例如輸入帶寬要求5M，設計成8M算合理呢還是10M算合理呢，這個由主任考慮，一般都寫在方案里了。如果某個芯片，8M和20M基本一個價，那當然用20M的了，裕度大嘛。

　　必要性就是反過來考察設計方案了，是否有必要這么設計，是否出現為了某個需求付出不合比例的成本等，也直接考察整體的硬件方案是否比較優化，有沒有更好的方案等。如果某個芯片面臨停產，則設計中有必要更換另一個遠景較好的芯片，總之，考慮要周全，目標要放遠。

　　再來說說成本的問題，說重一些，成本也是核心內容。越是批量大的產品，越要考慮成本。筆者在04年左右接過一個工作，當時給了我2萬，我高興得不得了，活是把一個pic的程序優化，從4.3K優化到小于4K，沒有源程序，只有燒寫代碼。我當時不懂為什么這么做，用了一個星期時間，一段一段優化，最后優化到3.7K了，功能完全保持，懂匯編的都會做。純語句優化就可以。

　　后來才知道，人家是一個OEM集成商，完全不懂技術。他們買的技術，用的pic是8K容量的，換4K容量的PIC，一年能省30多萬，我當時徹底暈了。

　　光說虛的會瞌睡的，下面來點稍微給力的：

　　1：電阻

　　注意功率富裕度要在1倍以上，不要算出來1/8W就用0805，至少要用1206的。否則板子那個地方就可能比較熱。1%和5%的在批量買時價格有小差別，10盤的時候能差幾十塊，但是基本可以忽略不計。如果板子沒有別的表貼件就不要選表貼電阻，會帶來額外焊接成本。如果有表貼件，則盡量用表貼電阻，省成本，省焊接費，省空間，電氣特性好。

　　2：電容

　　成本差別很大，與電容材料和封裝的關系十分密切，首先明確需求，以便確定材料，再選擇合適的封裝。注意，能充分滿足要求即可，因為價格差別很大。電解電容的電壓裕度要一倍以上，比如5V電路至少要用9V電容，因為電解電容熱穩定性較差，溫度稍微高點，耐壓急劇下降。耐壓也不要過大，5V電路選個35V電容，體積會大很多，價格也差不少。

　　3：外圍芯片