单板硬件设计关键技术点

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1、单板硬件设计关键技术点1.硬件需求分析单板实现什么功能工作环境（温度、湿度）电气性能指标（输入电压、功率）参照哪些标准结构尺寸大小外围接口说明2.器件选型降额设计，主要考虑电流、电压，一般器件要求降额到80%，钽电容的电压要求降额到50%归一化、简洁化设计，电阻、电容等独立器件尽量归一化，减小器件的种类慎用新器件和新方案，尽量选用有替代厂家的器件，避免独家供货选用失效率比较低的器件，如低频率的晶振比高频率的晶振失效率低，晶体比晶振失效率低芯片滤波电容优选陶瓷电容注意器件的温度特性特别关注时钟、电源、接口电平指标要求（如时钟抖动、频偏等，电源的波纹、噪声等）3.

2、原理图设计考虑信号的阻抗匹配方法（始端串联、终端并联）电路设计要留有一定的余量（不同逻辑电平的对接、三极管的开关状态、MOS管的开启电压、建立/保持时间）输入、输出接口的保护，隔离（TVS、磁珠、高压电容、压敏电阻、气体放电管）滤波电路（IC、时钟电路、PLL电路）上电瞬态（防倒灌、总线冲突、上电先后时序）故障检测及冗余备份补偿措施4.PCB设计布局：结构、散热（电解电容远离热源）、EMC（相互干扰、对外辐射，敏感电路和强辐射电路远离，离板边缘尽量远），滤波电容靠近IC的电源管脚，保护器件紧挨被保护端口阻抗控制（走直线，少过孔，不换参考平面，不跨地分割），注意

3、单线的宽度，差分线的宽度、线距信号线的长度（信号延时，偏差）EMC、串扰（相邻信号层正交走线，关键信号内层走线，少走平行线，信号线的距离符合3W规则，信号层和电源层相对于地层内缩）5.FMEA分析可以从3个层次进行分析：信号级、器件级、系统级故障的严酷度定义：致命的（生命、财产受到重大损失，如起火），严重的（系统失效），临界的（系统性能下降），轻微的（不影响系统正常工作）故障处理过程：故障检测、故障定位、故障隔离、故障恢复计算公式：MTBF平均无故障时间（单位：小时）MTTR平均故障修复时间（单位：小时）失效率=1/MTBF（单位：Fits=1*10-9）可用

4、度=MTBF/（MTBF+MTTR）*100%年返修率=所有部件失效率之和*8760*100%(意义：一个产品一年中失效的概率或一批同样产品一年中失效的概率，其中8760=365天*24小时）更多电子硬件设计、单片机、ARM相关技术资料请访问电子设计网http://www.dzsj.net