現(xiàn)代電子產(chǎn)品開發(fā)流程

1、現(xiàn)代電子產(chǎn)品開發(fā)流程引言：進入21世紀，信息科技、電子技術(shù)的迅猛的發(fā)展，電子市場的競爭越來越激烈。產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)品的開發(fā)周期、產(chǎn)品的上市周期越來越受到各產(chǎn)品開發(fā)商的重視。各產(chǎn)品開發(fā)商都爭取在最短的時間內(nèi)開發(fā)出功能、性能滿足客戶需求的產(chǎn)品，并在最短的時間內(nèi)將產(chǎn)品上市。否則，就可能被市場殘酷的淘汰。在這種情況下，"電子產(chǎn)品的開發(fā)流程"的建立、完善、優(yōu)化，并使產(chǎn)品開發(fā)流程能夠起到保證產(chǎn)品功能、性能的情況下縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，成為各產(chǎn)品開發(fā)商高層需要重點考慮的問題。從本周開始，我們就開始以連載的方式專門來探討電子產(chǎn)品的開發(fā)流程，特別是在pcb設(shè)計開發(fā)流程這一塊。 傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品開發(fā)流

2、程在傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品設(shè)計流程中，pcb的設(shè)計依次由電路設(shè)計、版圖設(shè)計、pcb制作、調(diào)試、測量測試等步驟組成。傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品開發(fā)流程如下圖所示： 傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品的開發(fā)流程，存在很多的弊端，特別在pcb設(shè)計流程這個階段。主要表現(xiàn)在如下幾個方面： 一、電路設(shè)計階段： 設(shè)計工程師在項目的總體規(guī)劃、詳細設(shè)計、原理圖設(shè)計各階段上，由于缺乏有效的對信號在實際pcb板上的傳輸特性的分析方法和手段，電路的設(shè)計一般只能根據(jù)元器件廠家和專家建議及過去的設(shè)計經(jīng)驗來進行。所以對于一個新的設(shè)計項目而言，通常都很難根據(jù)具體情形作出信號拓撲結(jié)構(gòu)和元器件的參數(shù)等因素的正確選擇。 二、pcb版圖設(shè)計階段： 應該指出，大多數(shù)的產(chǎn)品開

3、發(fā)商，并沒有對pcb設(shè)計流程規(guī)范化，沒有對pcb設(shè)計進行總體規(guī)劃、詳細設(shè)計、造成很難對pcb板的元器件布局和信號布線所產(chǎn)生的信號性能變化作出實時分析和評估，所以版圖設(shè)計的好壞更加依賴于設(shè)計人員的經(jīng)驗。有的產(chǎn)品開發(fā)商，在原理圖設(shè)計和pcb設(shè)計通常由同一個工程師來完成，通常在pcb設(shè)計上考慮不是太多，基本上以版圖網(wǎng)絡走通，就認為pcb設(shè)計完成。甚至認為pcb設(shè)計就是layout設(shè)計。這些觀點都是不正確的。 三、pcb制版階段 由于各pcb板及元器件生產(chǎn)廠家的工藝不完全相同，所以pcb板和元器件的參數(shù)一般都有較大的公差范圍，使得pcb板的性能更加難以控制。如果沒有對pcb制版進行特殊的規(guī)劃和設(shè)計，通

4、常很難保證產(chǎn)品的性能達到最佳。 四、產(chǎn)品調(diào)試測試階段 在傳統(tǒng)的pcb設(shè)計流程中，pcb板的性能只有在制作完成后才能夠通過儀器測量來評判。在pcb板調(diào)試階段中發(fā)現(xiàn)的問題，必須等到下一次pcb板設(shè)計中加以修改。但更為困難的是，有些問題往往很難將其量化成前面電路設(shè)計和版圖設(shè)計中的參數(shù)，所以對于較為復雜的pcb板，一般都需要通過反復多次上述的過程才能最終滿足設(shè)計要求。 可以看出，采用傳統(tǒng)的pcb設(shè)計方法，產(chǎn)品開發(fā)周期較長，研制開發(fā)的成本也相應較高。通常要成功開發(fā)一個產(chǎn)品通常需要4個輪次以上反復的設(shè)計過程。 在電子技術(shù)高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)流程越來越不適應市場的需求。必須被新的開發(fā)流程所替代。基

5、于產(chǎn)品性能（產(chǎn)品的信號完整性能、電磁兼容性能、散熱性能）分析、設(shè)計的流程越來越受到人們關(guān)注。下周我們將重點探討基于產(chǎn)品性能分析、 設(shè)計的產(chǎn)品開發(fā)流程的特點和優(yōu)點。如果，貴公司還基于上圖所示的傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)流程進行產(chǎn)品開發(fā)就要特別的注意了。現(xiàn)在我們繼續(xù)談如何克服這些弊端，這就需要引入"基于產(chǎn)品性能（產(chǎn)品的信號完整性能、電磁兼容性能、散熱性能）分析、設(shè)計的流程"。該電子產(chǎn)品的設(shè)計流程引入將極大的提高產(chǎn)品的設(shè)計成功率、縮短產(chǎn)品的整體的設(shè)計周期。     基于產(chǎn)品性能分析、設(shè)計的電子產(chǎn)品開發(fā)流程    傳

6、統(tǒng)的電子產(chǎn)品設(shè)計流程已經(jīng)不適合通信、電信領(lǐng)域的高密度、高速電路設(shè)計。基于產(chǎn)品性能分析的高速pcb設(shè)計流程引入成為了必然，高速pcb設(shè)計電子產(chǎn)品開發(fā)流程如下圖所示：    從上面的流程圖我們可以很明顯的看出，與傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品的開發(fā)流程相比，它在pcb設(shè)計的流程階段上加入了兩個重要的設(shè)計環(huán)節(jié)和一個測試驗證環(huán)節(jié)，很好的克服了傳統(tǒng)設(shè)計流程的弊端?，F(xiàn)對加入的環(huán)節(jié)說明如下：     一、pcb設(shè)計前的仿真分析階段：    設(shè)計工程師在原理設(shè)計的過程中，pcb設(shè)計前通過對時序、信噪、串擾、

7、電源構(gòu)造、插件信號定義、信號負載結(jié)構(gòu)、散熱環(huán)境、電磁兼容等多方面進行預分析，可以使設(shè)計工程師在進行實際的布局布線前對系統(tǒng)的時間特性、信號完整性、電源完整性、散熱情況、emi等問題做一個最優(yōu)化的分析，對pcb設(shè)計作出總體規(guī)劃和詳細設(shè)計，制定相關(guān)的設(shè)計規(guī)則、規(guī)范用于指導后續(xù)整個產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計。當然這些工作大多需要由專業(yè)的pcb設(shè)計工程師來完成，原理設(shè)計工程師通常沒有辦法考慮到這樣細致和全面。      二、pcb設(shè)計后的仿真分析階段：    在pcb的布局、布線過程中，pcb設(shè)計工程師需要對產(chǎn)品的信號完整性、電源完整性

8、、電磁兼容性、產(chǎn)品散熱情況作出評估。若評估的結(jié)果不能滿足產(chǎn)品的性能要求，則需要修改pcb圖、甚至原理設(shè)計，這樣可以降低因設(shè)計不當而導致產(chǎn)品失敗的風險，在pcb制作前解決一切可能發(fā)生的設(shè)計問題，盡可能達到一次設(shè)計成功的目的。該流程的引入，使得產(chǎn)品設(shè)計一次成功成為了現(xiàn)實。     三、測試驗證階段    設(shè)計工程師在測試驗證階段，一方面驗證產(chǎn)品的功能、性能的指標是否滿足產(chǎn)品的設(shè)計要求。另外一個方面，可以驗證在pcb設(shè)計前的仿真分析階段和pcb設(shè)計后的仿真分析階段所做的所有的仿真工作、分析工作是否是準確、可靠，為下一個產(chǎn)

9、品開發(fā)奠定很好的理論和實際相結(jié)合的基礎(chǔ)。     從上面的流程大家可以看出，采用新的高速pcb設(shè)計流程，雖然在產(chǎn)品一輪開發(fā)周期上較傳統(tǒng)的pcb設(shè)計方法產(chǎn)品開發(fā)周期長，所要投入的人力多。但從整個產(chǎn)品的立項到產(chǎn)品上市這個周期上看，無疑前者要短的多。原因很簡單，在傳統(tǒng)的pcb設(shè)計流程中，pcb板的性能只有在制作完成后才能夠通過儀器測量來評判。在pcb板調(diào)試階段中發(fā)現(xiàn)的問題，必須等到下一次pcb板設(shè)計中加以修改。而新的流程中，這些問題絕大多數(shù)將會在設(shè)計的過程中解決了。    隨著時鐘的提高和上升沿的縮短，很難用老的設(shè)計方法去指導現(xiàn)代的電子設(shè)計。在進入皮秒（ps）設(shè)