硬件模塊設計思想

硬件模塊設計，顧名思義就是將各個不同的功能做成獨立的模塊。然后將各個模塊組合成不同的產品。

對于一個公司硬件模塊化設計，從設計之初，調試，到樣機及產品生產的過程應該是這樣：

1.　　　　 了解產品需求

2.　　　　 根據需求，選擇合適的處理器

3.　　　　 根據處理器構架系統結構

4.　　　　 設計處理器的最小系統圖，包括電源，晶振，不使用需要簡單處理的引腳處理，將需要使用的引腳引出。

5.　　　　 選擇和合適的成熟模塊連接。

6.　　　　 與各個模塊共同搭建一個開發平臺。

7.　　　　 開發程序，調試。

8.　　　　 軟件調試完畢，硬件功能完好。開始針對產品要求的體積，外形等進行修改，重新構建繪制原理圖，pcb

9.　　　　 將程序下載到新的pcb中，進行必要的修改后，可以進行試驗

10.　　 試驗后根據情況再次進行修改。

11.　　 再次試驗。

12.　　 沒有問題后進行生產。

如果是單純的生產一款產品，那么對于上述的4，5，6來講沒有必要這樣做，這里的硬件模塊化是針對公司的一個系列產品的設計進行構思的。

對于一個系列的產品，產品的功能有很多相似之處，往往高級的產品會比低級的產品多些功能，這樣的話，這一系列的產品的有很多模塊就是這一系列產品的特征，必須具有的，就像電話，一般都會具有接聽，打出電話，發送，接收短消息這兩個基本特征。但是這并不是說低級的產品是高級產品的子集，低級的產品功能有些也是高級產品所沒有的。

為什么機械產品和電子器件的生產和使用及更換，在現在看來都很方便呢？很重要的一個問題就是大家在制作的時候都會遵循一個共同的標準。汽車出現了問題，我們不會重新將汽車生產一次，而是更換零件；汽車的升級換代，不是重新研發，而是現有基礎上的改進和提高；即使是革命性的變化也不會將現有和以前的東西完全拋棄。

同樣的道理一個板子上的芯片壞了，不是要換掉整個板子，而是將芯片換掉。

那么對于系列產品的開發，怎樣才能方便的進行新產品初期的設計，調試，老產品的功能升級設計和調設呢？
 
待續。大家可以留言補充
我們接著上篇提出的問題繼續討論.
 
　　　 現在大家對軟件的模塊設計很熟悉 ,就是將軟件的功能細分,然后做成一個獨立的模塊,不管用在哪里,只要告訴使用者接口和功能,就能很方便的使用.如果需要對函數進行變動的話也很簡單,直接對函數本身做改動就可以了,只要接口和功能沒有變化,而不會對函數的調用者有任何影響.即使對函數的接口有小的變化,如果能在開始設計的時候能預留的設計,那么也對整個函數的使用都不會產生很大的影響.
　　　
　　　 對于同系列產品的硬件設計而言,變化的莫過于兩個方面,功能模塊 主cpu.
　　　1 功能模塊的變化包括:功能模塊的增加或者減少,功能模塊自身的修改
　　　2 由于不同的考慮在實現同樣功能的前提下進行主cpu的更替.
 
　　　 對于各種功能集成在一起的硬件設計來說,這兩種情況都會導致板子的原理圖和pcb的重新繪制,對于沒有改變的模塊部分都要重新繪制pcb,對于修改的部分也不能依靠原來的硬件進行驗證,這樣導致了資源和時間的浪費,為什么這樣說?
 
　　　 對于同樣功能的模塊,沒有重復利用,浪費了資源;對于同樣功能的模塊還需要花費重復繪制pcb是時間的浪費;更嚴重的時間浪費是不能利用現有的模塊和資源對改變的部分進行較快的前期驗證.舉個例子,假設一個板子的功能由A+B+C+D+E組成,如果需要改變A,將A改成F,對于模塊集成的設計方法來說,就要將重新繪制將原來的板子改成B+C+D+E+F,然后做成試驗板,然后進行功能驗證和調試,;如果我們能只是將A換成F,然后F在B+C+D+E資源的基礎上進行調試的話就會減少設計的工作量,節省設計的時間,充分的利用了現有的資源,同時這種做法非常有利于調試,因為對于成熟模塊來說,設計成熟,經過驗證,在調試的時候可以盡快的排除,找到真正的問題.
 
　　　　對了,我說清楚一點,就是功能集成的意思我是指,將一個系統各種功能的實現在一塊或者兩塊pcb板上的那種做法,至少一塊板上存在3,4中模塊的那種.
 
　　　 當然,對于硬件設計來講,如果每一個模塊都要獨立設計,然后再連成一起,這樣也未免太過,系統連接的插頭越多,系統的可靠性就會越降低.就像電腦中的一級緩存和速度的關系,加大的一級緩存的確可以增加電腦的運行速度,但是一級緩存和速度的關系并非成正比,到某一個點上,加多一級緩存對速度的提高已經沒有什么作用了,反而增加了系統的成本,只有達到緩存和速度的最佳比例時,才能將性價比調到最高.
 
　　　 對于硬件模塊設計,我想也是這樣,不一定要把每個模塊都要獨立設計,適當的進行功能模塊的劃分,將相似的部分劃在一起,這樣減少模塊之間連接,也提高了系統的可靠性,同時提高的系統的模塊化程度,為重復利用資源和節約設計周期提供了方便.
 
　　　 盡管模塊化的設計有很多好處,我的觀點是,硬件模塊化設計的方法,我覺得非常適合產品的研發階段和模塊很多的產品也適合生產階段.